Produção de etanol 2G e biogás utilizando resíduos da cultura da soja
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Data
2021-04-08Primeiro coorientador
Zabot, Giovani Leone
Primeiro membro da banca
Melo, Adriano Arrué
Segundo membro da banca
Treichel, Helen
Terceiro membro da banca
Coradi, Paulo Carteri
Quarto membro da banca
Dallago, Rogério Marcos
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Os resíduos de biomassas lignocelulósicas são uma alternativa para a produção de etanol de segunda geração (2G) e biogás, devido a sua composição química (celulose, hemicelulose e lignina), por serem recursos renováveis, de baixo custo e não competir com culturas alimentares. Estes resíduos são oriundos da agricultura e agroindústria. A hidrólise com água subcrítica de resíduos de biomassas lignocelulósicas é uma alternativa para a produção de açúcares fermentescíveis para produção de biocombustíveis. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a hidrólise com água subcrítica dos resíduos da soja (palha e casca) para obtenção de açúcares fermentescíveis e a produção de biocombustíveis (etanol e biogás). O trabalho foi organizado em três etapas. Na etapa 1, foi realizada a obtenção, caracterização e preparo da palha e casca de soja. Na etapa 2, foram conduzidos os ensaios de hidrólise com água subcrítica. As condições experimentais investigadas foram a temperatura (180, 220 e 260 °C) e a razão massa líquido/sólido (9 g e 18 g de água/ g de palha e 7,5 e 15 g de água/ g de casca). O tempo de reação de hidrólise foi de 15 min com pressão fixada em 25 MPa. Foram avaliados o rendimento em açúcares redutores, eficiência, composição dos hidrolisados e os resíduos após a hidrólise. Na etapa 3, foi realizada a avaliação da produção de etanol utilizando a levedura Wickerhamomyces sp. e as condições de maior rendimento de açúcares redutores. Também nesta etapa, foram avaliados o potencial bioquímico de biogás e de metano dos resíduos in natura, hidrolisados e dos hidrolisados fermentados pela co-digestão anaeróbica. As condições de 220 °C/R-18 e 220 °C/R-15 proporcionaram o maior rendimento de açúcares redutores com 9,56 ± 0,53 g/100 g de palha e 10,15 ± 0,5 g/100 g de casca em 4 e 3 min de reação de hidrólise, respectivamente. A eficiência da hidrólise para os dois resíduos foi aproximadamente de 23 g/100 g de carboidratos. A produção de etanol foi de 5,57 ± 0,01 g/L e 6,11 ± 0,11 g/L de etanol para os hidrolisados da palha e casca diluídos e suplementado com glicose (10 g/L). A produção máxima de etanol em biorreator para os hidrolisados da palha e casca sem ajuste de pH foi de 48 h e com ajuste de pH foi de 24 h. O potencial bioquímico de biogás e metano foi possível para os resíduos in natura, hidrolisados e os hidrolisados fermentados. Destacam-se a produção de biogás de 739 ± 37 e 652 ± 34 NmL/gVSad para o hidrolisado fermentado da palha com e sem ajuste de pH e 620 ± 26 NmL/gVSad para o hidrolisado fermentado da casca sem ajuste de pH. Diante desses resultados, conclui-se que os resíduos da soja combinados com o processo de hidrólise com água subcrítica, com o processo de produção de etanol e com a co-digestão anaeróbica apresentam potencial para a produção de energias renováveis.
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