Projeto de uma unidade de produção de bioetanol para valorização da borra de café

• Autor(a) principal: André, Patrícia Alexandra Gonçalves
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/12689
• topic: Bioetanol; Borra de café; Pré-tratamento químico; Sacarificação e fermentação simultâneas; Destilação; Bioethanol; Coffee grounds; Chemical pre-treatment; Simultaneous saccharification and fermentation; Distillation; Tecnologias de Proteção Ambiental

O presente trabalho tem como objetivo o dimensionamento de uma unidade industrial produtora de bioetanol, valorizando um resíduo de baixo valor, a borra de café. A grande dependência do petróleo e a necessidade de reduzir as emissões de gases com efeito de estufa, levou à procura crescente de alternativas energéticas à utilização dos combustíveis fósseis. Uma dessas alternativas é a produção de biocombustíveis. Neste trabalho definiu-se que as etapas constituintes do processo de produção de bioetanol seriam: pré-tratamento químico com ácido diluído; sacarificação e fermentação simultâneas e destilação. Uma vez que não existe nenhuma unidade deste tipo em Portugal, a parte técnica baseou-se no estudo do processo utilizado pela Petrobras, no Brasil. Considerou-se uma base de cálculo de 4 toneladas de borra de café disponibilizadas por dia. Para a etapa de pré-tratamento químico, utilizou-se uma solução de ácido sulfúrico 5% (v/v). Nesta etapa, a matéria-prima permanece num reator durante 60 minutos, a uma temperatura de 85°C e a 50 rpm. A relação entre a quantidade de borra de café e o volume adicionado de H2SO4 5% (v/v) é de 20L de ácido por cada quilograma de borra de café. A hidrólise enzimática é realizada no mesmo reator onde ocorre a fermentação. Admitiu-se que o tempo de sacarificação e fermentação simultâneas seria de 50 horas (2h para que ocorra a hidrólise enzimática e 48h para a fermentação). Este reator encontra-se a uma temperatura de 35°C e a 30 rpm. A enzima escolhida para este processo é a Viscozyme L (complexo multienzimático que contém uma ampla gama de carboidrases) e a levedura utlizada na fermentação é a Saccharomyces cerevisiae. O processo de destilação é realizado numa coluna de destilação fraccionada. Depois de realizados todos os balanços de massa, obtém-se uma produção de cerca de 160 kg de etanol por cada 4 toneladas de biomassa, considerando que a unidade opera 335 dias por ano.