Estudo da fermentação alcoólica de extrato da casca de abacaxi e recuperação de etanol por pervaporação com membrana de matriz mista
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
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Daniel Bastos de Rezende
Luzia Sergina de França Neta
Bruno José Arcanjo Gonçalves
Luzia Sergina de França Neta
Bruno José Arcanjo Gonçalves
Resumo
O etanol é uma das principais alternativas para a substituição da gasolina no setor de transportes.
Este biocombustível pode ser produzido a partir de diversas matérias-primas, como os resíduos
agroindustriais, resultantes do processamento de frutos na indústria alimentícia. Neste trabalho,
avaliou-se o aproveitamento de resíduos de abacaxi na produção de etanol. Para isso, foi
realizada a fermentação direta do extrato da casca e o preparo de uma membrana de matriz
mista de PDMS a partir da adição de biocarvão, resultante da pirólise do talo, casca e coroa da
fruta, para a recuperação de etanol por pervaporação. O desempenho da membrana para a
separação de etanol a partir de uma solução sintética de água/etanol (5% m/m) e de mostos
fermentativos foi estudado pela primeira vez. Obteve-se rendimento médio de etanol de 88%
para a fermentação, à temperatura ambiente, do extrato. A membrana de PDMS com 0% de
carvão apresentou fluxos de permeado de 110 g.m-2h-1 e 120 g.m-2h-1, enquanto a membrana de
matriz mista com carga de 2% de biocarvão apresentou fluxo de permeado de 40 g.m-2h-1 e de
9 g.m-2h-1para a pervaporação dos mostos de fermentação de sacarose comercial e extrato de
casca de abacaxi, respectivamente. O fator de separação para o etanol em relação à água e o
fator de enriquecimento foram de 0,07 e 1,066 para ambas as membranas. Os resultados
apontaram que existem oportunidades para o aproveitamento de resíduos de abacaxi na
indústria de biocombustíveis a partir de processos simples.
Abstract
Ethanol is one of the main alternatives for replacing gasoline in the transport sector. This biofuel
can be produced from various raw materials, such as agro-industrial waste, resulting from fruit
processing in the food industry. In this work, the use of pineapple waste in ethanol production
was evaluated. For this, direct fermentation of peel extract was carried out and a PDMS mixed
matrix membrane was prepared by adding biochar, obtained through pyrolysis of stalk, peel
and crown, to recover ethanol by pervaporation. Performance of the mixed matrix membrane
for separation of ethanol from a synthetic water/ethanol solution (5% w/w) and fermentative
musts was studied for the first time. An average yield of 88% was obtained for the fermentation
of pineapple peel extract at room temperature. The 0% biochar membrane presented permeate
flux of 110 g.m-2h-1 and 120 g.m-2h-1 while the mixed matrix membrane with 2% of biochar loading
presented permeate flux of 40 g.m-2h-1 and 9 g.m-2h-1 for the pervaporation of commercial
sucrose fermentation wort and pineapple peel extract must, respectively. The separation factor
for ethanol over water and the enrichment factor were 0.07 and 1.066 for both membranes. The
results showed that there are opportunities to use pineapple waste in the biofuels industry using
relatively simple processes.
Assunto
Engenharia química, Álcool, Biocarvão, Fermentação, Abacaxi
Palavras-chave
Etanol, Biocarvão, Membrana de matriz mista, Pervaporação, Fermentação, Abacaxi
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