VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS HIDRÓLISES ENZIMÁTICA

Engenharias / Engenharia Química / Processos Industriais / Química Verde
VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS HIDRÓLISES ENZIMÁTICA E QUÍMICA NA PRODUÇÃO DE BIOETANOL A
PARTIR DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR.
Fábio Cirqueira da Silva
[email protected]
Graduando em Engenharia Química – Universidade Salvador – UNIFACS
Leila Maria Aguilera Campos
Profa. Msc / orientadora
Paulo Roberto Britto Guimarães
Prof. Dr. / Coorientador
Introdução
O Brasil é o principal produtor de cana de açúcar do mundo e a produção de bioetanol a partir desta fonte apresenta
diversas vantagens econômicas e ambientais, principalmente por ser uma matéria-prima de baixo valor agregado.Com o
grande desenvolvimento de tecnologias pode-se aproveitar industrialmente a biomassa integral da cana de açúcar,
gerando bioetanol de segunda geração a partir da celulose do bagaço da cana.
O bagaço da cana consiste em sua maior proporção por de cadeias de celulose recobertas por hemicelulose e lignina.
Por meio do pré-tratamento, separa-se frações do bagaço, aumentando a acessibilidade à celulose. Tanto a celulose
como a hemicelulose pode ser hidrolisada a açúcares fermentáveis para a produção de etanol por rotas químicas ou
enzimáticas. Neste projeto, o objetivo foi realizar um comparativo de possíveis rotas de hidrólise a serem utilizadas para
produção de bioetanol a partir do bagaço da cana de açúcar, levando-se em considerações o produto bruto a ser
empregado, pH do meio, o organismo para fermentação dos açúcares liberados e a economia.
Métodos
Para a hidrólise ácida, foram utilizadas partículas de bagaço de cana de açúcar, com granulometrias variando de 0,45 a
0,9 mm, utilizando H2SO4 diluído (1,45%, m/m), durante 30 minutos, a 105°C. A fração líquida foi separada por filtração e
o filtrado lavado com 20 mL de água quente a 60°C. Para a hidrólise alcalina foram empregados 104,4 g de bagaço
seco, imersos por 6 horas com 783 mL de H2O2 em meio alcalino, em um roto evaporador. O tratamento térmico foi
dividido em duas etapas, sendo a primeira de ascensão da temperatura, até atingir 70°C; e uma segunda etapa, com
temperatura constante mantida durante 1 hora. Em seguida, as amostras foram secas por 72 horas em estufa a 65°C e
moídas em moinho com peneira de 1 mm. Para a hidrólise enzimática seriam utilizados 10 mL de complexo enzimático.
A preparação enzimática será realizada em um balão volumétrico de 500 mL, com tampão acetato 50 mM, e pH 4,8 ,a
uma concentração de 2% (v/v) em relação à massa seca do bagaço pré-tratado (DANILAS, 1988). Em seguida,
transferidas para erlenmeyer de 250 mL, para adição de 37,5 mL de água destilada e tampão acetato (ácido
acético/acetato de sódio) 100 mM, pH 4,8, e 25 mL do preparado enzimático, durante 70 horas, sob agitação de 140 rpm
o
e temperatura de 45 C. (DANILAS, 1988).
Resultados e Discussão
Os ensaios realizados através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) evidenciaram a intensa desestruturação do
bagaço do hidrolisado com H2SO4 1,45%(v/v) a 105°C, que pode contribuir para um aumento no rendimento da formação
de açúcares fermentescíveis. Entretanto, ao se utilizar ácidos diluídos, torna-se necessário intensificar as condições de
reação, o que pode causar a degradação do açúcar liberado pela hemicelulose, que se encontra no meio reacional, a
degradação de lignina solúvel, bem como provocar a formação de inibidores da fermentação.
Com relação à hidrólise alcalina, o bagaço foi hidrolisado com H202 em meio básico 9,5% a 105°C onde verificou-se que
houve uma pequena desestruturação do material, quando comparada com o resultado da hidrólise ácida, o que pode ser
verificado visualmente pela imagem obtida através da MEV, levando a concluir que se trata de um processo que
necessita de maior estudo quanto às condições ótimas de operação.
Com relação à hidrólise enzimática, ainda não foi possível obter resultados, visto não termos recebido o complexo
enzimático necessário à sua execução.
Conclusão
Com os primeiros resultados qualitativos obtidos, foi possível constatar que a hidrólise com ácido diluído é um método
que contribui para um aumento do rendimento de açúcares, apresentando como vantagens, a utilização de substâncias
menos agressivas e de baixo custo, porém apresenta a desvantagem de se operar em condições mais severas de
temperatura e maior tempo de reação. Com relação à hidrólise alcalina, apesar de se trabalhar em condições mais
brandas, apresenta a desvantagem de não desestruturar o material lignocelulósico com a eficiência necessária, para se
atingir níveis satisfatórios de formação de açúcares. Quanto à hidrólise enzimática, estamos aguardando a conclusão
dos processos de compra referentes à aquisição do complexo enzimático, bem como dos equipamentos específicos para
análise, a fim de realizar os experimentos.
Instituição de fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq
Trabalho de Iniciação Científica
Palavras-chave: Hidrólise enzimática / Bioetanol de segunda geração / Bagaço de cana de açúcar