Estudo do Pré-Tratamento Ácido e Hidrólise Enzimática da Borra de Café Visando a Produção de Bioetanol

• Autor(a) principal: Gomes, Diocleciana Sofia de Jesus
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/10634
• topic: Bioetanol; Borra de café; Pré-tratamento; Hidrólise enzimática; Bioethanol; Coffee grounds; Pretreatment; Enzymatic hydrolysis; Tecnologias de Protecção Ambiental

O presente trabalho tem como objetivo avaliar a possibilidade de produzir um biocombustível, o bioetanol, valorizando resíduos de baixo valor, nomeadamente as borras de café. Temos cada vez mais assistido a uma evolução tecnológica em larga escala e a um aumento populacional, que se traduz numa vertente positiva no primeiro caso, mas devido ao crescente consumo de energia pela sociedade atual e alteração de padrões de consumo, origina uma grande dependência de utilização de combustíveis fósseis, o que levará a um previsível esgotamento das suas reservas naturais. No que respeita ao aumento populacional, este provoca um aumento da produção de resíduos. Assim, cada vez mais se torna necessário procurar recursos energéticos alternativos, de natureza renovável, designadamente através da produção de biocombustíveis a partir de resíduos de baixo valor comercial. Esta utilização de resíduos como matéria-prima para a produção de biocombustíveis traduz-se em duas vantagens: i) por um lado diminui-se a acumulação dos resíduos gerados, e ii) por outro, podem estes ser aproveitados de uma forma eficiente. O trabalho foi realizado em duas etapas fundamentais: a caraterização físico-química da borra de café e a quantificação dos açúcares formados, após aplicação do pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática, por três métodos: DNS (ácido 3,5-dinitrosalicílico), refratometria e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Para a caraterização físico-química da borra de café analisaram-se vários parâmetros, dos quais se salientam, o poder calorífico (5082,82 kcal/kg), o teor de cinzas (1,83%), o teor de proteínas (13,74 g / 100gcafé), o teor de celulose (16,17%) e o teor de lenhina (29,04%). No pré-tratamento ácido utilizou-se concentrações (v/v) de 1% a 5% dos ácidos H2SO4, HCI, HNO3, CH3COOH e de 7% para o CH3COOH, a uma temperatura de 85 ºC, com tempo de reação de 270 min e agitação de 50 rpm. A hidrólise enzimática foi concretizada num banho a 50 ºC, durante 120 minutos, mantendo a mesma velocidade de agitação do pré-tratamento e recorrendo à enzima Viscozyme L, na proporção de 100 L enzima/g amostra. A eficiência do pré-tratamento e hidrólise enzimática foi avaliada através da quantificação dos açúcares formados. Na quantificação pelo método DNS, o ácido sulfúrico e nítrico a 3% foram os que apresentaram rendimentos superiores de açúcares redutores totais, com 43,1% e 43,2%, respetivamente, seguido do ácido nítrico a 5%, cujo rendimento igualou os 41,4%. Na determinação dos açúcares totais, realizada por refratometria, confirmou-se que o ácido sulfúrico a 5% foi aquele que apresentou um rendimento mais alto - 78,9% - seguido da concentração de 3% com 65,3%. Finalmente, no método de HPLC, o ácido sulfúrico a 5% proporcionou rendimentos mais elevados de xilose, arabinose e glucose, que tomaram os valores de 6,1%, 9,3% e 11,0%, respetivamente.