Aula de Produção de Etanol

AULA PRÁTICA – PRODUÇÃO DE ETANOL

1. INTRODUÇÃO

A fermentação é um processo de liberação de energia que ocorre através de um processo anaeróbico. Uma molécula orgânica é degradada em compostos mais simples através de um conjunto de reações enzimaticamente controladas, liberando energia. As leveduras e algumas bactérias fermentam açúcares, produzindo álcool etílico e gás carbônico (CO2), processo denominado fermentação alcoólica.   Na fermentação alcoólica, as duas moléculas de ácido pirúvico produzidas são convertidas em álcool etílico com a liberação de duas moléculas de CO2 e a formação de duas moléculas de ATP.

2. OBJETIVOS

Produzir álcool a partir da matéria prima, através do processo de fermentação, utilizando as leveduras previamente isoladas e ativadas.

3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

3.1 Fermentação

1. Misturar 1 L de caldo-de-cana com 1 L de água e esterilizar. Após resfriado, corrigir o pH com solução de ácido sulfúrico ou hidróxido de sódio ambos a 0,1 M, até pH 3,5 a 4,5 (preferencial 4,5).

2. Pesar as leveduras na proporção 9 g/L. Ativar as leveduras, dispersando-as em água morna (usar aproximadamente 80 mL). Após ativadas, transferir todo o volume para o biorreator e verificar o pH, corrigindo se necessário.

3. Rapidamente, utilizando proveta ou pipeta volumétrica estéril, retirar 20 mL da amostra (tempo zero) e identificar e congelar.

4. Coletar amostras de 20 mL a cada 24h, identificar (com fita crepe). Iniciar com o To. Os demais tubos serão: dia 01, dia 02 e dia 03.

5. Preparar um frasco para serem coletados 100 mL de amostra ao final da fermentação. Identificar e datar.

6. Para cada amostra (dos diferentes dias) medir o pH, o grau Brix, acidez total e contagem de células. Anotar os valores.

3.2 Análises

1. Etanol: Destilar exatamente 100 mL de mosto (vinho) e coletar o destilado. Transportar o destilado para um balão volumétrico de 100 mL, completar com água destilada. Realizar a leitura do teor alcoólico utilizando um alcoômetro de Gay-Lusac.

2. Contagem de células: Preparar os tubos de ensaio para a leitura. Para isso, coletar 1 mL da amostra fermentada (uma amostra em cada um dos tempos: t0= 0h, t1= 12h, t2 = 24h, t3= 36h). Diluir com 9 mL de água destilada. Colocar uma gota do corante fucsina e agitar no vortex, e proceder a contagem em câmara de Neubauer.

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Figura 1: Representação esquemática dos quadrantes de uma câmara de Neubauer.

3. Contagem da biomassa: Os fermentados deve ser centrifugados para separar a biomassa do sobrenadante. A biomassa deve ser transferida para uma placa de Petri, previamente pesada. Anotar o peso da biomassa úmida e depois de seca em estufa a 70ºC (aproximadamente 4 dias). Repetir este procedimento para todas as amostras. Anotar os dados em tabela.

4. Açúcares totais: Com auxílio de um refratômetro determinar a percentagem de sólidos solúveis (m/m). Para isso, colocar três gotas do caldo fermentado no refratômetro e ler a escala de °Brix. A quantidade de açúcares será em torno de 90%, assim calculado: