Valorização da Borra de Café através da Produção de Etanol

• Autor(a) principal: Nogueira, Vítor Martins
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/22686
• topic: Valorização de biorresíduos; Economia circular; Hidrólise enzimática; Fermentação; Pichia stipitis; Biowaste valorization; Circular economy; Enzymatic hydrolysis; Fermentation

O café, uma das bebidas mais populares do mundo, carrega consigo um enorme encargo ambiental e económico na forma de seus resíduos, gerados ao longo do seu processo de produção, tais como a borra de café, a fração inutilizada do café gerada após a sua infusão. Tradicionalmente, a borra de café é subaproveitada ou descartada e, devido a sua elevada carga orgânica, se torna tóxica ao ambiente. Devido ao seu alto valor biológico, esta corrente de resíduo apresenta um enorme potencial de valorização para a conversão em bioprodutos de valor agregado. Portanto, com vista à minimização desta problemática, numa perspetiva de economia circular, este trabalho propõe a valorização da borra de café através da produção de bioetanol. Este trabalho visou a otimização do processo de produção do bioetanol, o qual se resume em três etapas: i) pré-tratamento, ii) hidrólise enzimática e iii) fermentação. Na primeira etapa de sacarificação, isto é, de libertação dos açúcares da biomassa de borra de café, nomeadamente o prétratamento e hidrólise enzimática, foram estudados os efeitos dos parâmetros operatórios concentração de ácido sulfúrico (c H2SO4 = 1, 3 e 5% v/v), tempo de reação (t = 4, 6 e 8 horas), temperatura (T = 60 e 85 °C) e razão de líquido/sólido (R L/S = 6 – 25) no pré-tratamento, e a utilização de distintos complexos enzimáticos, Accellerase® 1500 (Genencor International, B.V.), GC 151 (Genencor International, B.V.) Viscamyl Flow (DuPont Industrial Biosciences), e respetivas proporções de dosagens (Accellerase; GC:VIS µL/g), na hidrólise enzimática. Na etapa final de fermentação, avaliouse o rendimento da produção de etanol quando foram usadas as leveduras: Saccharomyces cerevisiae e Pichia stipitis. A melhor combinação dos parâmetros originou um rendimento médio em açúcares totais no hidrolisado de 38,5 g/100 g, sendo que são 0,92 g/100 g de celobiose, 5,38 g/100 g de glicose, 29,84 g/100 g de xilose e 3,13 g/100 g de arabinose, com geração de 0,08 g/L de ácido acético e não foram detetados compostos inibidores da fermentação (furfural e hidroximetilfurfural). As condições deste ensaio otimizado foram de: c H2SO4 = 3% v/v, t = 8 horas, T = 85 °C, R L/S = 15 e GC:VIS = 40:10 µL/g. Nestas condições operatórias, foi obtida uma concentração de 4,51 g/L de etanol, em 36 horas, para a Saccharomyces cerevisiae e uma concentração de 2,09 g/L, em 24 horas, para a Pichia stipitis. Os resultados deste trabalho, estimulam o desenvolvimento da investigação acerca da valorização da borra de café, explorando-a como uma matéria-prima para a produção de produtos de valor, e não apenas de bioetanol, contribuindo assim para o avanço da bioeconomia circular e do desenvolvimento sustentável.