PRODUÇÃO DE ETANOL A PARTIR DE RESÍDUOS DE MANDIOCA

Resumo

O desenvolvimento de alternativas sustentáveis para a geração de energia é de interesse mundial, devido à necessidade de minimizar os impactos ambientais provocados pelo uso e produção de combustíveis fósseis. O etanol gerado a partir da conversão da biomassa lignocelulósica em açúcares fermentescíveis demonstra potencial para substituição dos combustíveis derivados de petróleo, visto que, a biomassa lignocelulósica é um material renovável e abundante, composto principalmente por celulose, hemicelulose e lignina. A mandioca (Manihot esculenta Crantz) é uma biomassa lignocelulósica caracterizada por conter alto teor de carboidratos que podem ser convertidos em açúcares fermentescíveis para produção de etanol. Neste contexto, a investigação do uso de resíduos de mandioca para a produção de etanol torna-se relevante, em razão de que em Santa Cruz do Sul-RS, há uma indústria de mandioca que gera aproximadamente 600 kg de resíduos por mês. Diante disso, esta pesquisa teve como objetivo obter etanol a partir de cascas de mandioca, por meio da otimização de processos de hidrólise e fermentação. Inicialmente, as amostras foram submetidas à secagem a 38 °C, durante 48 h e moídas. Posteriormente, foram determinados os teores de cinzas e carboidratos totais pelo método de Sluiter et al. (2008) e umidade por medidor com fonte de calor infravermelho. Os procedimentos de hidrólise foram realizados através da adaptação da metodologia descrita por Sluiter et al. (2008) e a fermentação de acordo com Vancov et al. (2015). A hidrólise química foi realizada com diferentes concentrações de ácido sulfúrico, já na hidrólise enzimática foram utilizadas enzimas com atividade a-amilase (Liquozyme Supra 2.2X) e glucoamilase (AMG 300L) empregando-se concentrações recomendadas pelo fabricante Novozymes. Na etapa de fermentação adicionou-se 5 g/ L da levedura Saccharomyces cerevisiae, as amostras foram incubadas em agitador orbital, com temperatura de 30 °C e agitação de 200 rpm, por até 10 h. Alíquotas foram coletadas a cada 2 h para monitoramento do consumo de glicose e produção de etanol. A quantificação foi feita por meio de curva analítica e análise em Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. As amostras apresentaram aproximadamente 12 % de umidade e 2 % de cinzas. Na avaliação dos carboidratos totais, obteve-se a conversão de 77 % da massa inicial em glicose. A melhor condição de produção de glicose na hidrólise química ocorreu utilizando-se solução de ácido sulfúrico a 1,5 %, com conversão de 68,44 % em glicose e 9,25 % de etanol. Já o hidrolisado enzimático apresentou maior rendimento de glicose (72,36 %) e produção de etanol (21,67 %) em relação ao hidrolisado ácido. Assim, o processo apresentado tem capacidade de produzir 274,3 litros de etanol por tonelada de casca de mandioca, em apenas 2 horas de reação, utilizando Saccharomyces cerevisiae em hidrolisado enzimático. Portanto, esta pesquisa demonstrou resultados significativos, caracterizando as cascas de mandioca como uma biomassa eficiente para a produção de etanol, além de ser uma alternativa sustentável e promissora para a geração de energia e valoração de resíduos agroindustriais. Palavras-chave: Etanol; Fermentação; Hidrólise; Mandioca.