Avaliação da redução da temperatura na fermentação VHG em batelada alimentada : estratégia para potencializar a produção de etanol l1g

Abstract

Em escala mundial o Brasil se destaca sendo um dos maiores produtores de etanol, que por sua vez se trata de uma fonte de energia renovável importante para minimizar os problemas relacionados as emissões de gases do efeito estufa. A maior parte do etanol produzido no país origina-se a partir da fermentação utilizando cana-de-açúcar como fonte de carbono, a uma concentração em torno de 180 g.L-1, resultando ao final do processo fermentativo em baixas concentrações de etanol no vinho. A fermentação VHG por proporcionar uma condição com altíssima carga de açúcares, acima de 250 g.L-1, visa obter uma concentração final de etanol mais elevada em relação as fermentações convencionais. Neste contexto, o presente trabalho apresenta propostas estratégicas com o objetivo de avaliar o efeito da redução da temperatura do meio durante a produção de etanol por fermentação VHG em batelada alimentada. Foram avaliadas as fermentações VHG conduzidas em temperaturas constantes de 28, 30, 32, 34 e 36 °C empregando mosto com uma concentração de substrato de 250 g.L-1, as quais resultaram em dados experimentais de concentração celular, concentração de substrato e concentração de etanol. A partir disto, foi possível desenvolver a modelagem matemática que representa o processo fermentativo em condição VHG em modo batelada alimentada e realizar a estimativa de parâmetros cinéticos do modelo híbrido de Andrews-Levenspiel. Os parâmetros (μ୫ୟ୶, ݊, ܭௌ, e ܥா௠௔௫) foram escritos em função da temperatura e, foram empregados nas simulações computacionais para avaliar a estratégia de redução abrupta (degrau) da temperatura durante o processo fermentativo em VHG. Posteriormente, foi determinada a redução da temperatura através de dois e três degraus. O emprego da estratégia de redução da temperatura durante a fermentação alcoólica em batelada alimentada possibilitou o uso de mosto com concentração de ART de 265,12 e 283,62 g.L-1, gerando uma concentração de etanol de 111,32 e 118,14 g.L-1, o que significa um aumento de 11,69 % e 23,31% comparado à concentração final de etanol obtida nas fermentações com 263,50 g.L-1 à temperatura constante de 34 °C e 36 °C.