RESUMO

Com a grande demanda energética mundial, busca-se desenvolver tecnologias eficazes e limpas para o abastecimento da matriz. Entre as mais diversas matrizes de produção de biocombustíveis no Brasil, têm-se a de bioetanol, que utiliza como fonte de matéria prima principalmente a cana-de-açúcar e a maneira mais viável de obtenção deste produto é via processos fermentativos. A cinética do processo fermentativo avalia a evolução dos valores de concentração de um ou mais componentes que afetam o processo, em função do tempo de fermentação, as variáveis a serem avaliadas monitoram o comportamento da oxidação da glicose em anaerobiose, para transformar substrato em álcool etílico e CO2. Conhecer as etapas do processo fermentativo, para esta conversão, é de suma importância para o aprimoramento de obtenção do produto final com maiores rendimentos e produtividade, atrelado a menos gastos, buscando-se assim uma maior viabilidade ao processo. O objetivo deste trabalho foi à otimização do processo fermentativo para obtenção de bioetanol, utilizando como matéria prima o caldo de cana-de-açúcar realizando-se a conversão dos açúcares redutores em álcool pelo microrganismo Saccharomyces cerevisiae. Utilizou-se como variáveis iniciais de controle para otimização do processo a temperatura do processo fermentativo, o pH e a concentração de sólidos solúveis do mosto. As variáveis monitoradas para verificação da eficiência do processo de fermentação foram: o tempo total de fermentação, as concentrações de microrganismos, substrato e bioetanol. A partir de um planejamento experimental foram testados cinco níveis de temperatura (28; 29,62; 32; 34,38 e 36 ºC), cinco níveis de pH (3; 3,81; 5; 6,19 e 7) e cinco níveis de concentração de sólidos solúveis (8; 9,62; 12; 14,38; 16), para realização do processo fermentativo. Estes dados foram configurados em um planejamento do tipo delineamento composto central rotacional (DCCR), onde foram feitos 8 ensaios nos níveis +1 e -1; 6 ensaios nos níveis +1,68 e -1,68 e mais uma triplicata no ponto central (0), totalizando 17 experimentos. Nestes diferentes experimentos, foram analisados ao longo da fermentação a concentração de microrganismo, consumo de carboidrato, decréscimo de pH e a conversão em produto para obtenção da cinética de fermentação. Entre os diferentes experimentos, o melhor resultado obtido até o momento foi utilizando-se pH inicial de 3,5, temperatura em 32 ºC e brix inicial de 12, o consumo de açúcares estagnou em 37 horas de processo, convertendo em 4,59 g.L-1 de bioetanol.

Palavras-chave: Processos Fermentativos, Álcool Etílico, Biocombustíveis