Relatório Etanol

Prática

Produção de Etanol

Objetivo

Produção de etanol a partir do caldo de cana através de fermentação alcoólica, e avaliação da influência de fatores de processos (concentração de inóculo, temperatura, e concentração de substrato) na fermentação.

Materiais e métodos

• Caldo de cana;
• Proveta;
• Becker;
• Água destilada;
• Balança analítica;
• 5 g de fermento liofilizado;

Resultados e Discussões

     O meio de fermentação a ser utilizado para obtenção de etanol foi preparado, apresentando após ajuste pH=6,0, e concentração de 11,8°Brix.

 Por meio de um densímetro realizou-se a leitura do Brix (concentração) do meio de fermentação (caldo de cana) a ser utilizado, para posterior ajuste para a concentração requerida (11,8°Brix). Considerando a concentração inicial do meio (18°Brix), para se obter o volume final de 500 mL, utilizou-se cerca de 472 mL de caldo de cana, o volume foi completado com água destilada.Logo:

Para 17°Brix  T= 30°C

1.Para achar o volume do caldo:

Cálculo:

Concentração inicial do caldo= 18°Brix

 18 x V  = 17 x 500 mL

 V= 472,22 mL

 Realizou-se a verificação do pH do meio: pH inicial= 4,7; pH  após ajuste com NaOH 2 mol/L  = 6,0

Utilizou-se como inóculo fermento liofilizado a 5 g/L de meio. Após homogeneização, a incubação do meio foi realizada a 30°C por 48 horas.

 Determinação da quantidade de açúcares redutores presentes no mosto

• Dosagem do açúcar antes da fermentação

Utilizando refratômetro de campo determinou-se os sólidos solúveis no caldo de cana.

 Resultado: Açúcar residual = 6°Brix

• Determinação do rendimento de etanol

Uma amostra de 100 mL foi disposta em balão de fundo redondo. Adionou-se 50 mL de água destilada ao balão. Seguindo-se com o sistema de destilação. (entre 20 e 30 minutos).

O destilado foi recolhido e sua concentração de álcoois foi determinada pelo uso de densímetro. Resultado: 6 (6mL/100mL)

Ou seja: Concentração de etanol =  6 mL a cada 100 mL

Cálculos

Cálculo estimado da quantidade de etanol

 Determinação da quantidade de etanol obtido a partir da quantidade de açúcar inicial (teórica) presente no meio, bem como a partir da quantidade de açúcar consumido (real). Cálculos realizados utilizando a equação de Gay- Lussac.

2.Quantidade de açúcar: 17x5 =85 g                  

Quantidade de etanol: 6 mL/100 mL

6 mL --------- 100 mL

     x --------- 500 mL

x= 30 mL de etanol (real)

1 molécula de sacarose -------- 4 moléculas de etanol

MMEtOH= 46,05 g/mol

MMSacarose= 342 g/mol

3.Como 5 % do açúcar é reservado para o crescimento celular. Então:

85 g ------- 100 %                                      

X   --------- 95%

X = 80,75 g de açúcar  

   342 g ---------- 184,08 g de etanol

       80,75 g ------- yt

Yt= 43,46 g de etanol (teórico)

4.Utilizando a densidade do etanol (d= 0,789g/mL), obteremos o volume teórico:

d=          0,789=      v= 55,09 mL (teórico)[pic 1][pic 2]

5.Com o volume experimental e o volume teórico de etanol, pode-se calcular o rendimento do processo:

Rendimento=   x 100 = 54,46 %[pic 4][pic 3]

Para 16°Brix  T= 30°C

1.Para achar o volume do caldo:

Cálculo:        

Concentração inicial do caldo= 18°Brix

 18 x V  = 16 x 500 mL

 V= 444,4 mL

2.Quantidade de açúcar: 16x5 =80 g

Quantidade de etanol: 5 mL/100 mL

5 mL --------- 100 mL

     x --------- 500 mL

x= 25 mL de etanol (real)

3.Como 5 % do açúcar é reservado para o crescimento celular. Então:

80 g ------- 100 %

X   --------- 95%

X = 76 g de açúcar

         342 g ---------- 184,08 g de etanol

76 g ---------- yt

   Yt= 40,91 g de etanol (teórico)

4.Utilizando a densidade do etanol (d= 0,789g/mL), obteremos o volume teórico:

d=          0,789=      v= 51,85 mL (teórico)[pic 5][pic 6]

5.Com o volume experimental e o volume teórico de etanol, pode-se calcular o rendimento do processo:[pic 7]

Rendimento=   x 100 = 48,22 %[pic 8]

Para 14°Brix  T= 30°C

1.Para achar o volume do caldo:

Cálculo:

Concentração inicial do caldo= 18°Brix

 18 x V  = 14 x 500 mL

 V= 388,88 mL

2.Quantidade de açúcar: 14x5 =70 g

Quantidade de etanol: 5 mL/100 mL

5 mL --------- 100 mL

     x --------- 500 mL

x= 25 mL de etanol (real)

3.Como 5 % do açúcar é reservado para o crescimento celular. Então:

70 g ------- 100 %

X   --------- 95%

X = 66,5 g de açúcar

         342 g ---------- 184,08 g de etanol

66,5 g ---------- yt

Yt= 35,79 g de etanol (teórico)