Realizado em Vitória/ES, de 17 a 19 de Setembro de 2014.
ISBN: 978-85-85905-08-8
TÍTULO: DETERMINAÇÃO DE SÓLIDOS SOLÚVEIS TOTAIS (°BRIX) DA BIOMASSA DE LARANJA PRÉ-TRATADA A EXPLOSÃO A VAPOR COM ADIÇÃO DE ÁCIDO SULFÚRICO A 1,5% EMPREGADA NA PRODUÇÃO DE BIOETANOL DE SEGUNDA GERAÇÃO
AUTORES: de Arroxelas Silva, C.A. (INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS) ; Gomes da Silva, A.P. (INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS) ; Dantas Vicente, C. (INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS) ; da Silva Lima, I.D. (INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS) ; Lima, J.E. (IFAL)
RESUMO: O Bioetanol de Segunda Geração produzido através da biomassa da laranja é uma
alternativa à diminuição dos combustíveis fósseis, podendo ser incluído na matriz
de energia nacional, uma vez que o Brasil é uns dos maiores produtores e
processadores de laranja do mundo que gera grande quantidade de biomassa residual.
Neste trabalho determinou-se a quantidade de sólidos solúveis totais (°BRIX) e
aplicou-se o teste de açúcares redutores totais (ART) em biomassa de laranja
(cascas) pré-tratada a explosão a vapor com adição de ácido sulfúrico a 1,5%, afim
de quantificar os sólidos solúveis totais (açúcares) presente no filtrado do
hidrolisado. A determinação de °BRIX foi feita em triplicata e deu média 9,15° e o
teste de ART deu positivo para açúcares.
PALAVRAS CHAVES: Bioetanol; Biocombustível; Pré-tratamento
INTRODUÇÃO: A matriz energética mundial é dependente de combustíveis de origens fósseis, uma
fonte de energia não renovável e limitada que vem apresentando diminuição
significativa nas reservas de sua matéria-prima: o petróleo. Com o aumento da
demanda mundial por combustíveis, meios alternativos e viáveis para a produção
de biocombustíveis vêm sendo pesquisados. O meio, aqui aplicado e analisado, é a
produção de bioetanol de segunda geração a partir de biomassa residual da
laranja.
O bioetanol de segunda geração (2G) é um biocombustível renovável que pode ser
produzido através de diferentes tipos de biomassa e processamentos de
convertimento. A aplicação da biomassa de laranja residual de processamentos
industriais, vem se tornando uma alternativa viável ao suprimento da necessidade
nacional por biocombustíveis, uma vez que o Brasil é um dos maiores produtores e
processadores de laranja do mundo, sendo que desses processos industriais há
grande quantidade de biomassa residual que não tem bom reaproveitamento (MILLER
et all., 2011).
Umas das dificuldades durante o processo de produção do bioetanol é a quebra da
estrutura de proteção da celulose, no qual é necessário à aplicação de um pré-
tratamento que pode ser químico, biológico, físico ou físico-químico visando à
remoção da lignina e hemicelulose da biomassa da laranja, tornando então o
procedimento seguinte de hidrólise mais eficiente. Múltiplos procedimentos para
a hidrólise da biomassa a açúcares fermentescíveis vêm sendo pesquisados com a
finalidade de hidrolisar os polissacarídeos celulose e hemicelulose em glicose
e tornar o processo de fermentação mais eficiente para que aja um maior
rendimento de bioetanol no último processo de obtenção do álcool, a destilação
(BALAT, 2011).
MATERIAL E MÉTODOS: Foi pesado 20 gramas da biomassa que foi transferida para um frasco de vidro de
1L juntamente com 200ml de ácido sulfúrico diluído a 1,5%, o qual foi levado
para a autoclavagem no período de 30 minutos a 121°C a 1 atm. Passados os 30
minutos e que a autoclave perdeu toda a sua pressão, o frasco foi retirado e
esperou-se chegar a temperatura ambiente. Posteriormente, procedeu-se a
filtração da mistura. No filtrado, procedeu-se a determinação do °BRIX em
refratômetro de bancada: com o auxílio da pipeta colocou-se algumas gotas da
amostra sobre o prisma inferior do refratômetro previamente limpo com água
destilada. Abriu-se o espelho lateral para que seja iluminada a escala numérica
e observou-se na ocular a linha de separação bem nítida posicionada exatamente
no centro do retículo e procedeu-se à leitura do °BRIX. Após, efetuou-se simples
teste de ART (açúcares redutores totais) do filtrado através do método de Lane-
Eynon como descrito em Demiate (2002).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O intuito do pré-tratamento é remover a lignina e a hemicelulose encontradas em
materiais lignocelulósico, reduzindo, consequentemente a cristalinidade da
matéria e aumentando sua porosidade. Já hidrólise ácida da biomassa é utilizada
tanto para a obtenção de monômeros (glicose) de açúcares maiores (celulose) como
para o pré-tratamento do material lignocelulósico para posterior hidrólise
enzimática (MOSIER, 2005). Através da determinação do teor de °BRIX (9,5°) e o
teste de ART (que deu positivo por viragem de cor para vermelho barro), a
aplicação do pré-tratamento explosão a vapor com adição de ácido sulfúrico a
1,5% evidenciou que houve perda de carboidratos (açúcar) durante o processo no
filtrado, prejudicando uma melhor formação de açúcares futuros por uma hidrólise
(ácida, enzimática ou biológica), reduzindo, consequentemente, o rendimento da
fermentação. Deste modo, o processo estudado mostrou-se agressivo demais, além
de não ter um custo tão razoável por utilizar o ácido sulfúrico que tem difícil
reciclagem.
CONCLUSÕES: A determinação de sólidos solúveis totais (°BRIX) no filtrado ácido da biomassa de
laranja pré-tratada a explosão a vapor com adição de ácido sulfúrico a 1,5%,
evidenciou que durante o processo houve grande retirada de sólidos solúveis da
biomassa para o ácido diluído. Através do teste de ART (açúcares redutores
totais), verificou-se que no filtrado havia açúcares, demonstrando perdas dessa
matéria-prima essencial à obtenção de bioetanol. Deste modo, por o procedimento
ter sido agressivo, é necessário a sua reformulação, afim de obter melhores
resultados durante o procedimento.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos a Deus, ao apoio estrutural do Instituto Federal de Alagoas e
financeiro do Programa da Petrobrás de Formação de Recursos Humanos (PFRH).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MILLER, Fernanda et al. Obtenção de açúcares fermentescíveis a partir da casca de laranja e bagaço de cana-de-açúcar. Analytica. n°11. São Paulo, 2011.
BALAT, M. Production of bioethanol from lignocellulosic materials via the biochemical pathway: A review. Energy Conversion and Management, 2011.
DEMIATE I.M., WOSIACKI G., CZELUSNIAK C., NOGUEIRA A. Determinação de açucares e totais em alimentos. Comparação entre método colorimétrico e titulométrico. Revista Publicatio UEPG Ciências Exatas e da Terra, Ciências Agrárias e Engenharias. Volume 8, n. 1. p. 65-78 abr. 2002.
MOSIER N., Wyman C., Dale B., Elander R, Lee Y., Holtzapple M., Ladisch M. (2005) Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology, 96: 673-686.