Estudo da hidrólise enzimática dos hidratos de carbono da borra de café com vista à produção de bioetanol

• Autor(a) principal: Lamas, Catarina Filomena Silva
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/15781
• topic: Bioetanol; Borra de café; Fermentação; Hidrólise enzimática; Pré-tratamento ácido; Valorização de biorresíduos; Acid pre-treatment; Bioethanol; Biowaste valorization; Enzymatic hydrolysis; Fermentation; Spent Coffee Grounds

O presente trabalho tem como objetivo o estudo da hidrólise enzimática dos hidratos de carbono da borra de café com vista à produção de bioetanol, utilizando diferentes enzimas de modo a perceber a influência destas para a produção do bioetanol. A principal aplicação do bioetanol é como biocombustível, alternativo aos combustíveis fósseis. Assim, o processo encontra-se dividido em 4 etapas, o pré-tratamento ácido, a hidrólise enzimática, a fermentação dos açúcares e, por fim, a destilação, para recuperação do etanol produzido. No pré-tratamento, o objetivo foi quebrar as barreiras de lenhina, que impedem o acesso aos polissacarídeos. Para isso, foi utilizado ácido nítrico a 3 % para realizar o ataque ácido à amostra, nas proporções de 800 ml para cada 100 g de amostra, durante 3 h a 85 ºC, com agitação a 40 rpm. Após o pré-tratamento, foi realizada a hidrólise enzimática, de modo a ser possível converter as hemiceluloses e a celulose em açúcares simples. Foram testadas 4 enzimas diferentes para a realização desta etapa: Ban, Ultraflo L, Cellulase e Viscozyme. O procedimento foi realizado a 50 ºC, durante 24 h, com agitação a 40 rpm, sendo que foram adicionados 0,2 ml de cada enzima por cada 10 g de amostra. A terceira etapa, consiste na fermentação dos açúcares obtidos na hidrólise. Para isto, foi adicionada a levedura, Saccharomyces cerevisiae, na proporção de 10 g por cada 100 g de amostra. Foi adicionada uma solução tampão de citrato de sódio, para que o pH não variasse e o procedimento foi realizado num banho termostático, com agitação de 40 rpm, durante 1 semana, à temperatura de 30 ºC. Por fim, a quarta etapa consiste na destilação no rotavapor, sendo as condições de trabalho a pressão de 175 mm Hg à temperatura de 60 ºC. Foram quantificados os açúcares totais depois da hidrólise enzimática de cada amostra, sendo que os valores das concentrações de açúcares variaram entre 16,3 g/L a 29,6 g/L. Das 4 enzimas testadas, foi possível concluir que apenas duas originaram a formação de bioetanol. As enzimas usadas nas amostras onde foi possível obter o bioetanol foram a Ultraflo L e a Cellulase. Foi ainda possível concluir que as duas amostras com os valores mais altos de concentração de açúcar, respetivamente 24,7 g/L e 29,6 g/L, foram as amostras onde foi possível detetar a obtenção de bioetanol. Também foi possível perceber que a amostra com a enzima Ultraflo L, teve um odor mais intenso a etanol do que a amostra onde foi usada a enzima Cellulase