Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2011
Autor(a) principal: Romão, Betânia Braz
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Engenharias
UFU
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15167
Resumo: The manufacture of soybean preparations rich in protein free of flatulent oligosaccharides as raffinose and stachyose generates an effluent that has considerable amounts of carbohydrates. In recent years the world has been watching a great interest in the use of agricultural residues in obtaining renewable fuels such as bioethanol. In the present work the use of this residue called molasses soybean was studied in processes of acidic hydrolysis followed by submerged fermentation by Saccharomyces cerevisiae. It was evaluated the influence of acid type, pH, and the absolute pressure of hydrolysis in ethanol yield and concentration of residual total sugar using a factorial design in which the pH ranged from 3 to 5, the absolute pressure ranged from 1 to 2 atm and acids studied were sulfuric, hydrochloric and nitric. Settled the hydrolysis time of 20 min, in 1:4 dilution of molasses (250 gmelaço/1000 gmeio) and fermentation time of 12 hours for the nitric acid and for 14 hours foil the sulfuric and hydrochloric acids on the basis of preliminary tests performed. The experiments occurred in a batch reactor Appplikon useful volume of 1.5 L, agitation speed 230 rpm and inoculum concentration 30 g/L with the volume of inoculum 30% of the total volume. The results of the factorial design showed that for all acids studied the central points of pH (4) and pressure (1.5 atm) were those with the highest ethanol yield being 46% for sulfuric acid, 48% for hydrochloric acid and 54% for nitric acid. Analyzing the contour curve defined the optimal working conditions for pH (4.5) and pressure (1.5 atm) to satisfy the hydrolysis and fermentation. As nitric acid showed the best ethanol yield was carried out a test to measure the concentration of inoculum in the fermentation and the concentrations tested were 25, 30, 35, 40 and 45 g/L. The chosen concentration was 35 g/L with a yield of 57%. Set all the conditions, it was carried out a kinetic study to assess for fermentation time and conditions were pH 4.5 hydrolysis and fermentation, absolute pressure of 1.5 atm hydrolysis, fermentation temperature 35 ± 0.5 °C shaker 230 rpm, inoculum concentration of 35 ± 0.2 g / L. The stabilization of ethanol production ocurred around ran 14 hours of fermentation with ethanol yield in relation to the initial sugar 62%. The soybean molasses fermentation was evaluated by removing the more concentrated ethanol in a rotary evaporator and fermenting the juice again. After three fermentations, ethanol yield in relation to the total sugar consumed was 73%.
id UFU_69cb72e3bfa76ecdf2f04a022115e2dc
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/15167
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de sojaHidrólise ácidaMelaço de sojaEtanolHidróliseÁlcoolSojaAcidic hydrolysisSoybean molassesEthanolCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAThe manufacture of soybean preparations rich in protein free of flatulent oligosaccharides as raffinose and stachyose generates an effluent that has considerable amounts of carbohydrates. In recent years the world has been watching a great interest in the use of agricultural residues in obtaining renewable fuels such as bioethanol. In the present work the use of this residue called molasses soybean was studied in processes of acidic hydrolysis followed by submerged fermentation by Saccharomyces cerevisiae. It was evaluated the influence of acid type, pH, and the absolute pressure of hydrolysis in ethanol yield and concentration of residual total sugar using a factorial design in which the pH ranged from 3 to 5, the absolute pressure ranged from 1 to 2 atm and acids studied were sulfuric, hydrochloric and nitric. Settled the hydrolysis time of 20 min, in 1:4 dilution of molasses (250 gmelaço/1000 gmeio) and fermentation time of 12 hours for the nitric acid and for 14 hours foil the sulfuric and hydrochloric acids on the basis of preliminary tests performed. The experiments occurred in a batch reactor Appplikon useful volume of 1.5 L, agitation speed 230 rpm and inoculum concentration 30 g/L with the volume of inoculum 30% of the total volume. The results of the factorial design showed that for all acids studied the central points of pH (4) and pressure (1.5 atm) were those with the highest ethanol yield being 46% for sulfuric acid, 48% for hydrochloric acid and 54% for nitric acid. Analyzing the contour curve defined the optimal working conditions for pH (4.5) and pressure (1.5 atm) to satisfy the hydrolysis and fermentation. As nitric acid showed the best ethanol yield was carried out a test to measure the concentration of inoculum in the fermentation and the concentrations tested were 25, 30, 35, 40 and 45 g/L. The chosen concentration was 35 g/L with a yield of 57%. Set all the conditions, it was carried out a kinetic study to assess for fermentation time and conditions were pH 4.5 hydrolysis and fermentation, absolute pressure of 1.5 atm hydrolysis, fermentation temperature 35 ± 0.5 °C shaker 230 rpm, inoculum concentration of 35 ± 0.2 g / L. The stabilization of ethanol production ocurred around ran 14 hours of fermentation with ethanol yield in relation to the initial sugar 62%. The soybean molasses fermentation was evaluated by removing the more concentrated ethanol in a rotary evaporator and fermenting the juice again. After three fermentations, ethanol yield in relation to the total sugar consumed was 73%.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorMestre em Engenharia QuímicaA fabricação de preparados de soja ricos em proteínas isentos de oligossacarídeos flatulentos como rafinose e estaquiose gera um efluente que apresenta quantidades consideráveis de carboidratos. Nos últimos anos vem se observando no mundo um grande interesse pela utilização de resíduos agrícolas na obtenção de combustíveis renováveis, tais como o bioetanol. Dessa forma, no presente trabalho estudou-se o aproveitamento deste resíduo denominado de melaço de soja em processos de hidrólise ácida seguida de fermentação submersa por Saccharomyces cerevisiae. Avaliou-se a influência do tipo de ácido, do pH e da pressão absoluta de hidrólise na resposta rendimento de etanol e concentração de açúcar total residual por meio de um planejamento fatorial, no qual o pH variou de 3 a 5, a pressão absoluta variou de 1 a 2 atm e os ácidos estudados foram sulfúrico, clorídrico e nítrico. Fixouse o tempo de hidrólise em 20 min, a diluição do melaço em 1:4 (250 gmelaço/1000 gmeio) e o tempo de fermentação em 12 horas para o ácido nítrico e 14 para os ácidos clorídrico e sulfúrico com base nos testes preliminares realizados. Os experimentos ocorreram em um reator batelada Appplikon com volume útil de 1,5 L, velocidade de agitação de 230 rpm e concentração de inóculo de 30 g/L sendo o volume de inóculo 30% do volume total. Os resultados do planejamento fatorial mostraram que para todos os ácidos estudados os pontos centrais de pH (4) e pressão (1,5 atm) foram os que apresentaram maior rendimento de etanol sendo 46% para o ácido sulfúrico, 48% para o ácido clorídrico e 54% para o ácido nítrico. Analisando a curva de contorno definiu-se a condição ótima de trabalho para pH (4,5) e pressão (1,5 atm) por satisfazer a hidrólise e a fermentação . Como o ácido nítrico foi o que apresentou melhor rendimento de etanol realizou-se um teste para avaliar a concentração de inóculo na fermentação e as concentrações testadas foram 25, 30, 35, 40 e 45 g/L. A concentração escolhida foi de 35 g/L com um rendimento de 57 %. Definidas todas as condições, fez-se uma cinética para avaliar o tempo de fermentação e as condições foram pH de hidrólise e fermentação 4,5, pressão absoluta de hidrólise 1,5 atm, temperatura da fermentação 35 ± 0,5 ºC, agitação 230 rpm e concentração de inóculo de 35 ± 0,2 g/L. A estabilização da produção de etanol ocorreu com 14 horas de fermentação apresentando um rendimento em relação ao açúcar inicial de 62 % . Avaliou-se a fermentação do melaço de soja mais concentrado retirando o etanol através de um evaporador rotativo e fermentando novamente o caldo resultante. Após três fermentações o rendimento obtido em relação ao açúcar total consumido foi de 73%Universidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em Engenharia QuímicaEngenhariasUFUCardoso, Vicelma Luizhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787074J7Resende, Miriam Maria dehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4703538D3Reis, Miria Hespanhol Mirandahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4773556J4Ferreira, Juliana de Souzahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4769290P1Sousa Júnior, Ruy deRomão, Betânia Braz2016-06-22T18:41:43Z2011-11-072016-06-22T18:41:43Z2011-07-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfROMÃO, Betânia Braz. Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja. 2011. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15167porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2017-03-28T12:00:08Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/15167Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2017-03-28T12:00:08Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja
title Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja
spellingShingle Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja
Romão, Betânia Braz
Hidrólise ácida
Melaço de soja
Etanol
Hidrólise
Álcool
Soja
Acidic hydrolysis
Soybean molasses
Ethanol
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
title_short Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja
title_full Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja
title_fullStr Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja
title_full_unstemmed Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja
title_sort Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja
author Romão, Betânia Braz
author_facet Romão, Betânia Braz
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Cardoso, Vicelma Luiz
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787074J7
Resende, Miriam Maria de
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4703538D3
Reis, Miria Hespanhol Miranda
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4773556J4
Ferreira, Juliana de Souza
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4769290P1
Sousa Júnior, Ruy de
dc.contributor.author.fl_str_mv Romão, Betânia Braz
dc.subject.por.fl_str_mv Hidrólise ácida
Melaço de soja
Etanol
Hidrólise
Álcool
Soja
Acidic hydrolysis
Soybean molasses
Ethanol
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
topic Hidrólise ácida
Melaço de soja
Etanol
Hidrólise
Álcool
Soja
Acidic hydrolysis
Soybean molasses
Ethanol
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
description The manufacture of soybean preparations rich in protein free of flatulent oligosaccharides as raffinose and stachyose generates an effluent that has considerable amounts of carbohydrates. In recent years the world has been watching a great interest in the use of agricultural residues in obtaining renewable fuels such as bioethanol. In the present work the use of this residue called molasses soybean was studied in processes of acidic hydrolysis followed by submerged fermentation by Saccharomyces cerevisiae. It was evaluated the influence of acid type, pH, and the absolute pressure of hydrolysis in ethanol yield and concentration of residual total sugar using a factorial design in which the pH ranged from 3 to 5, the absolute pressure ranged from 1 to 2 atm and acids studied were sulfuric, hydrochloric and nitric. Settled the hydrolysis time of 20 min, in 1:4 dilution of molasses (250 gmelaço/1000 gmeio) and fermentation time of 12 hours for the nitric acid and for 14 hours foil the sulfuric and hydrochloric acids on the basis of preliminary tests performed. The experiments occurred in a batch reactor Appplikon useful volume of 1.5 L, agitation speed 230 rpm and inoculum concentration 30 g/L with the volume of inoculum 30% of the total volume. The results of the factorial design showed that for all acids studied the central points of pH (4) and pressure (1.5 atm) were those with the highest ethanol yield being 46% for sulfuric acid, 48% for hydrochloric acid and 54% for nitric acid. Analyzing the contour curve defined the optimal working conditions for pH (4.5) and pressure (1.5 atm) to satisfy the hydrolysis and fermentation. As nitric acid showed the best ethanol yield was carried out a test to measure the concentration of inoculum in the fermentation and the concentrations tested were 25, 30, 35, 40 and 45 g/L. The chosen concentration was 35 g/L with a yield of 57%. Set all the conditions, it was carried out a kinetic study to assess for fermentation time and conditions were pH 4.5 hydrolysis and fermentation, absolute pressure of 1.5 atm hydrolysis, fermentation temperature 35 ± 0.5 °C shaker 230 rpm, inoculum concentration of 35 ± 0.2 g / L. The stabilization of ethanol production ocurred around ran 14 hours of fermentation with ethanol yield in relation to the initial sugar 62%. The soybean molasses fermentation was evaluated by removing the more concentrated ethanol in a rotary evaporator and fermenting the juice again. After three fermentations, ethanol yield in relation to the total sugar consumed was 73%.
publishDate 2011
dc.date.none.fl_str_mv 2011-11-07
2011-07-19
2016-06-22T18:41:43Z
2016-06-22T18:41:43Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv ROMÃO, Betânia Braz. Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja. 2011. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15167
identifier_str_mv ROMÃO, Betânia Braz. Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja. 2011. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15167
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Engenharias
UFU
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Engenharias
UFU
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1827843536142204928