Aplicação de preparado enzimático como coadjuvante no controle de formação de espuma em um processo de fermentação alcoólica em escala industrial

dc.contributor.advisorMasarin, Fernando
dc.contributor.authorBuzo, Fernando Henrique
dc.contributor.institutionUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.date.accessioned2020-10-21T23:54:02Z
dc.date.available2020-10-21T23:54:02Z
dc.date.issued2020-08-31
dc.description.abstractA produção industrial de etanol combustível no Brasil é realizada por processo fermentativo com reciclo de células de leveduras. O processo industrial de produção de bioetanol resulta na formação de excesso de espuma. Assim, maiores níveis de contaminação e impurezas no processo fermentativo dificultam o controle da formação de espuma acarretando sérios problemas na operação do processo, como por exemplo, perdas financeiras devido a gastos excessivos com agentes antiespumantes e de fluidos por derramamento nas dornas de fermentação. Dentro do contexto apresentado, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o desempenho de um preparado enzimático comercial como agente antiespumante em processo industrial de produção de bioetanol. O preparado enzimático foi aplicado ao processo industrial concomitantemente aos insumos químicos tradicionais (antiespumante e dispersante). A aplicação foi conduzida pelo bombeamento do preparo enzimático para as dornas de fermentação denominando-se esta operação de “período enzima”. Prévio à aplicação do preparado enzimático um período controle foi avaliado “sem a adição do produto”, (foram realizados 2 ensaios a nível industrial nos anos de 2018 e 2019, respectivamente). O monitoramento do processo foi realizado pela quantificação dos insumos químicos, preparado enzimático e etanol. Além disso, também foram monitorados os indicadores de desempenho de um processo fermentativo. Os ensaios 1 e 2 apresentaram reduções médias no consumo de antiespumante e dispersante de 26% e 37%, respectivamente. No período enzima (ensaio 1) foi adotada a estratégia de reduzir o mix de produção de etanol culminando em reduções de vazão de mosto, produção de etanol e taxa de ocupação de dornas. O ensaio 1 resultou em valores similares de indicadores do processo fermentativo nos períodos enzima e controle, com exceção dos níveis de impurezas e floculação. No entanto, no ensaio 2 não foi adotada a estratégia de redução do mix de produção de etanol. Nesta condição, não houve diferenças significativas nos indicadores do processo fermentativo entre os períodos controle e enzima. O ensaio 1 apresentou redução líquida de 15%, enquanto o ensaio 2 aumento líquido de 9%, com recursos para aquisição de insumos químicos, o que totalizou uma economia de R$ 0,40 no ensaio 1 e um prejuízo de R$ 0,18 no ensaio 2 por metro cúbico de etanol produzido. Assim, somente o ensaio 1 apresentou redução de custos com aquisição de produtos químicos. Por fim, a diminuição do mix de produção de etanol foi o momento mais adequado para a aplicação do preparado enzimático no processo fermentativo.pt
dc.description.abstractThe indust r ial product ion of fuel ethanol in Brazi l i s car r ied out by a fermentat i ve proces s wi th rec yc l ing of yeast cel ls. The indust r ial proces s of bioethanol product ion resul ts in the format ion of excess foam. Thus, higher level s of contaminat ion and impur i t ies in the fermentat ion make i t di f f icul t to cont rol the format ion of foam, caus ing ser ious problems in the operat ion of the proces s, such as f inanc ial los ses due to exces s i ve expenses wi th ant i foaming agent s and los ses of f luids due to spi l lage in the fermentat ion vats . Wi thin the context presented, the objec t ive of the present work was to evaluate the per formance of a commerc ial enzymat ic preparat ion as a defoaming agent in an indus t r ial bioethanol product ion proces s. The enzymat i c preparat ion was appl ied to the indus t r ial process concur rent l y wi th t radi t ional chemical input s (defoamer and disper sant ) . The appl icat ion was car r ied out by pumping the enzymat i c preparat ion into the fermentat ion vat s denominated enzyme per iod” . Pr ior to the appl i cat ion of the enzyme preparat ion, a cont rol per iod was evaluated “wi thout the addi t ion of the product ” ( two tes ts were car r ied out in the year s 2018 and 2019, respect i vel y) . The moni tor ing of the proces s was car r ied out by quant i f ying the chemical input s, enzymat i c preparat ion and ethanol . In addi t ion, the per formance indicator s of a fermentat ion process were al so moni tored. Tr ials 1 and 2 showed average reduct ions in the consumpt ion of defoamer and di spersant of 26% and 37%, respect i vel y. In the enzyme per iod ( test 1) , the s t rategy of reduc ing the mi x of ethanol produc t ion was adopted, culminat ing in reduct ions in must f low, ethanol product ion and rate of occupat ion of vats . Tes t 1 resul ted in simi lar values of the fermentat ion proces s indicators in the enzyme and cont rol per iods, except for the levels of impur i t ies and f loc culat ion. However , in test 2, the st rategy to reduce the ethanol product ion mi x was not adopted. In this condi t ion, there were no s igni f icant di f ferences in the indi cators of the fermentat ion proces s between the cont rol and enzyme per iods. Tes t 1 presented a net reduc t ion of 15%, whi le tes t 2 a net inc rease of 9%, wi th resour ces for the acquis i t ion of chemical input s, whi ch totaled savings of R $ 0.40 in Tes t 1 and a loss of R $ 0.18 in tes t 2 per cubic meter of ethanol . Thus, onl y t r ial 1 showed cos t savings wi th the acqui si t ion of chemical s. Final l y, the dec rease in the ethanol product ion mi x was the most appropr iate moment for the appl icat ion of the enzyme preparat ion in the fermentat ion process .pt
dc.identifier.capes33004030170P0
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11449/194150
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.rights.accessRightsAcesso aberto
dc.subjectProcesso industrial de bioetanolpt
dc.subjectFormação de Espumapt
dc.subjectAntiespumantept
dc.subjectDispersantept
dc.subjectPreparado enzimáticopt
dc.titleAplicação de preparado enzimático como coadjuvante no controle de formação de espuma em um processo de fermentação alcoólica em escala industrialpt
dc.title.alternativeApplication of enzymatic preparation as coadjuvant in the control of foam formation in a process of industrial-scale alcoholic fermentationpt
dc.typeDissertação de mestrado
unesp.campusUniversidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Araraquarapt
unesp.embargoOnlinept
unesp.examinationboard.typeBanca públicapt
unesp.graduateProgramEngenharia de Biomateriais e Bioprocessos (Mestrado Profissional) - FCFARpt
unesp.knowledgeAreaBioprocessospt
unesp.researchAreaPesquisa aplicada em bioprocessospt

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