Trabalhos de Conclusão de Curso
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Trabalho de Conclusão de Curso Obtenção de etanol a partir do abacaxi pérola natural e contaminado(2023-12-07) Spiesz, Felipe Vitorassi; Oquini, Isabella Vespa; Divino, João Eduardo Felix; Lima, Maria Carolina Lopes Machado deO abacaxi (Ananas comosus L.) é um fruto muito cultivado no Brasil e no mundo devido às suas características organolépticas como sabor, odor e textura. Dada a sua produção em larga escala, é evidente que há um grande desperdício em todas as etapas, desde o cultivo até o consumidor final. 30% desta perda está relacionada com a contaminação do fruto por fungos (Fusarium guttiforme) causando a doença fusariose, gerando o risco de contaminar outros frutos, animais e humanos, desta forma, deve ser validado o estudo da obtenção de etanol a partir dos produtos de descarte de abacaxi pérola. Através de algumas operações unitárias físicas, como corte, trituração, peneiramento e filtração à vácuo, foram preparadas as alíquotas a serem submetidas à fermentação anaeróbica. Para isso, se fez necessária a hidrólise enzimática dos resíduos celulósicos do abacaxi, como casca e coroa. As enzimas celulases foram utilizadas para converter a celulose e a hemicelulose em açúcares redutores, tais como glicose e xilose. Para avaliar a eficiência do processo, foi analisada a concentração de açúcares redutores nas etapas de hidrólise e fermentação, além do produto final (etanol) das amostras de fermentação. No decorrer do processo de transformação dos açúcares, presente nos resíduos do abacaxi, a refratometria e a cromatografia auxiliaram na identificação de todos os sólidos solúveis (açúcares redutores e não-redutores) presentes nas alíquotas de suco da polpa, e os açúcares fermentescíveis precedente e posteriormente à hidrólise, evidenciando que a reação de hidrólise enzimática foi de grande sucesso, apesar de que no hidrolisado, o teor de açúcares foi menor (9,8 °Brix), quando comparado ao suco in natura composto principalmente por frutose (11,8 °Brix). Por fim, de modo a determinar o teor total de etanol alcançado nos ensaios de fermentação do mosto, as amostras foram submetidas a uma análise através do uso de HPLC. Com isso, foi observado que as amostras hidrolisadas, devido ao fato de apresentar menos açúcares em sua composição do que o suco in natura, tem menor conversão na fermentação, gerando menor teor alcoólico. Apesar disso, devido à influência da fermentação natural do fruto decorrente da contaminação, as amostras fermentadas advindas do fruto e hidrolisado contaminados, apresentaram maior teor alcoólico, de 3,88%, quando comparado com a primeira etapa, utilizando abacaxis saudáveis, que tiveram teor alcoólico de 3,35%.Trabalho de Conclusão de Curso Estudo de diferentes configurações de hidrólise e fermentação no processo de produção de bioetanol a partir de fibra de sisal de agave sisalana(2023-06-15) Santos, Matheus da Fonseca dos; Santos, Thaís de Moura; Silva, Hercules Viana Soares daCom o crescimento rápido da demanda de combustíveis em diversos setores da sociedade, e as expectativas negativas acerca aos impactos ambientais e as dificuldades de extração de combustíveis fósseis, como o petróleo, impulsionam cada vez mais a produção nacional de combustíveis renováveis, em especial o etanol. Nesse contexto, este trabalho sugere o estudo de resíduo lignocelulósico de fibra de sisal (Agave Sisalana) para a produção de etanol, já que se trata de uma biomassa lignocelulósica promitente em relação à disponibilidade em território brasileiro, devido às grandes plantações por hectares presentes na região nordeste, sendo viável economicamente e com baixo impacto ambiental. Ademais, o cultivo da Agave ocorre de maneira pouco exigente, uma vez que os seus cuidados se resumem a capina e erradicação dos brotos, logo, possuem capacidade de serem relativamente produtivas em solos pobres em nutrientes em regiões áridas e semiáridas. Entretanto, o processo de produção do bioetanol através dessa planta, apresenta como principal dificuldade a baixa taxa de conversão da biomassa lignocelulósica em açúcares fermentescíveis. Dessa maneira, este trabalho estuda as diferentes configurações de hidrólise enzimática e fermentação da fibra de sisal de Agave Sisalana para produção de etanol 2G visando identificar qual é mais eficiente. A fibra de sisal foi submetida inicialmente a duas formas de pré-tratamento, o alcalino e o ácido, determinando o melhor tipo para diminuição do grau de polimerização da celulose. Em seguida, foi realizado um plano preliminar em relação à composição da Agave e extração da lignina, componente responsável pela inibição da conversão dos polissacarídeos da biomassa em açúcares que sofreram a fermentação alcoólica. Posteriormente, a biomassa pré-tratada foi submetida ao processo PSSF avaliando tempo de pré-sacarificação, carga de biomassa e dosagem enzimática sobre a eficiência global do processo e título em etanol. Conforme os resultados obtidos, foi evidenciado melhor desempenho para a estratégia com sacarificação e fermentação separados (SHF), com a amostra pré-tratada com NaOH 4% (m/v). O pré-tratamento alcalino mostrou-se mais eficiente, já que apresentou maiores teores de celulose e hemicelulose, sendo 74,3% de celulose e 2,8% de hemicelulose para o alcalino, enquanto para o ácido, 73,3% de celulose e 0,42% de hemicelulose. Em relação às configurações de hidrólise e fermentação, destaca-se o SHF com maior eficiência, sendo igual a 65%, contra 37% para o SSF, 39% para o PSSF avaliado em 6 horas de pré-hidrólise e 40% para o PSSF avaliado em 12 horas.Trabalho de Conclusão de Curso Aproveitamento integral de resíduos de tecido de algodão para produção de biocombustível (etanol 2G) e bioproduto (carboximetilcelulose)(2022-12-07) Silva, Bianca de Lima; Fukamizu, Daniel Isao; Silva, Denise Rodrigues Barbosa da; Gauto, Lucas Pazinato; Oshikata, Milena Sayuri Kaminaga; Blas, Natalia SilvaCom a crescente demanda por combustíveis renováveis, torna-se necessário o uso de processos que permitam o uso de materiais lignocelulósicos para produção de biocombustíveis de segunda geração. Em contrapartida, a indústria têxtil é um ramo da indústria brasileira que gera impactos negativos ao meio ambiente, em especial, pela má destinação de sua grande quantidade de resíduo. A indústria brasileira gerou em média 160 mil toneladas de resíduos têxteis por ano antes do período de pandemia (2018), sendo que a maioria destas toneladas são direcionadas à aterros. Tendo em vista o exposto, o presente trabalho tem como objetivo o aproveitamento de resíduo de tecido de algodão da indústria têxtil para a obtenção de etanol de segunda geração a partir da fermentação com a levedura industrial Saccharomyces cerevisiae de açúcares fermentescíveis obtidos via hidrólise enzimática do material celulósico presente no algodão. Experimentos de hidrólise enzimática foram realizados avaliando os efeitos da concentração de enzima e biomassa. Sob condições otimizadas, operando em uma concentração elevada de biomassa (20% m/v) e dosagem enzimática de 15 FPU/gcelulose, foi possível obter uma concentração de açúcares redutores de 103 g/L correspondendo à uma conversão de celulose a glicose de 47,34%. Observou-se que a carga de sólidos é o fator que mais impacta a produção de açúcares redutores da hidrólise enzimática. Por outro lado, a carga enzimática não apresentou grandes variações nas taxas de conversão, devido à fatores como o contato limitado promovido pela agitação e o tempo de reação. A fermentação da solução açucarada obtida da melhor condição experimental avaliada teve conversões acima de 99% de glicose consumida, e em média 86,91% de conversão de glicose a etanol, o qual corresponde a um teor de etanol de 42,55 g/L. Além disso, utilizando a celulose residual do tecido de algodão resultante da etapa de hidrólise, foi possível avaliar qualitativamente a produção de carboximetilcelulose (CMC) via RMN em espectrofotômetro, o que significa que os resíduos sólidos da hidrólise podem ser reaproveitados para sua produção. Sendo assim, com base no observado, o processo de produção de etanol de segunda geração a partir de resíduos de tecido de algodão mostra grande potencial principalmente após uma futura otimização da hidrólise enzimática, que possui conversão de celulose a glicose abaixo de 50%.