TÍTULO: ANALISE DAS CARACTERÍSTICAS DA CASCA DO COCO VERDE: A SUA EMPREGABILIDADE NA PRODUÇÃO DE ETANOL DE SEGUNDA GERAÇÃO TÍTULO:
CATEGORIA: CONCLUÍDO CATEGORIA:
ÁREA: CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA ÁREA:
SUBÁREA: Engenharias SUBÁREA:
INSTITUIÇÃO(ÕES): CENTRO UNIVERSITÁRIO HERMINIO OMETTO - UNIARARAS INSTITUIÇÃO(ÕES):
AUTOR(ES): REBECA MAIA DE ARAUJO AUTOR(ES):
ORIENTADOR(ES): JOSÉ ERINALDO DA FONSECA, AURORA MARIANA GARCIA DE FRANCA SOUZA
RESUMO
O consumo in natura e o processamento de frutas para a produção de sucos resultam em grandes volumes de resíduos que devem ser adequadamente dispostos. Estes resíduos são constituídos em sua maioria por bagaços, cascas e sementes de frutas. Apesar dos esforços tecnológicos empregados para o retorno destes resíduos à cadeia produtiva, a sua geração ainda é muito grande em relação ao reaproveitamento[1]. Uma alternativa para muitos destes resíduos é o etanol de segunda geração (2G) ou etanol celulósico, o qual é feito a partir da celulose presente em sua constituição. O processo produtivo do etanol de segunda geração é composto por algumas etapas, entre as quais está a quebra das fibras presentes no resíduo (pré tratamento). Essa etapa pode ser desenvolvida por processos físico, químico, físico-químico ou biológico e tem como finalidade reduzir a recalcitrância do material lignocelulósico aumentando a acessibilidade ao polímero de celulose que é o responsável pela produção do etanol. Para uma elevada eficiência no processo de produção de etanol de segunda geração, a caracterização da amostra do resíduo se torna de fundamental importância. Essa caracterização tem a finalidade de apontar a potencialidade do emprego de determinada fibra no processo produtivo. Por fim, são realizadas as demais etapas do processo, quais sejam, hidrolise da celulose, filtração, fermentação, destilação e recuperação do etanol produzido. Este trabalho teve como objetivo realizar parcialmente a caracterização das fibras do coco verde com o intuito de discutir a sua potencialidade na obtenção do etanol.
INTRODUÇÃO
As questões envolvidas com a produção de combustíveis renováveis são muitas e com muitas consequências. Entre essas questões destacam-se a integração entre a produção agrícola e industrial corresponde a uma nova forma de organização da produção; as muitas incertezas associadas à produção industrial desses combustíveis, tais como tecnologias de obtenção de etanol a partir de celulose[2]. Tais embates têm impulsionado a busca por inovações em processos e pelo emprego de diferentes matérias-primas na produção do etanol de segunda geração. No tocante às matérias-primas, os requisitos desejados para sua utilização incluem múltiplos fatores,
tais como: disponibilidade, preço, qualidade em relação ao processo de conversão e sustentabilidade ambiental[3].
Nesse cenário, a casca do coco verde desponta como uma promissora fonte de etanol de segunda geração a ser empregada em processos produtivos. As fibras desse resíduo possuem 29,79% de lignina, 39,1% de celulose e 16,15% de hemicelulose (VAITHANOMSAT et al, 2011) o que lhe confere a possibilidade de emprego como substratos para a produção desse tipo de etanol[4]. Além disso, fontes do IBGE (2012) apontam que no ano de 2011 a produção de coco, no Brasil, foi de 1899355 t com uma estimativa de geração de bagaço de 949674t, sendo o 4º produtor mundial dessa fruta[5].
Várias etapas compõem o processo produtivo do etanol de segunda geração. Entre essas etapas está a quebra das fibras presentes no resíduo, chamada de pré tratamento. Para Odisi (2013), o pré tratamento pode ser físico (mecânico), químico, físico-químico ou biológico e sua finalidade é reduzir a recalcitrância do material lignocelulósico aumentando a acessibilidade ao polímero de celulose, e, preferencialmente, de forma eficiente e com baixo custo. O polímero de celulose é o responsável pela produção do etanol. O autor informa ainda que entre os métodos físicos de pré tratamento estão a moagem e a trituração[6].
Apesar dos esforços tecnológicos empregados para o aproveitamento destes resíduos ricos em material celulósico, a demanda ainda é muito grande em relação ao reaproveitamento[1]. Por isso, não é possível ainda se afirmar quando o etanol celulósico poderá ficar à disposição dos consumidores em quantidades efetivas, mas as vantagens associadas ao seu uso podem ser citadas, principalmente no tocante ao fato de se aproveitar uma biomassa de resíduo (casca do coco) que seria descartado e levaria anos para se decompor [7].
OBJETIVO
O objetivo parcial do presente trabalho foi analisar algumas características da casca do coco verde com a finalidade de verificar a sua empregabilidade na produção de etanol de segunda geração (2G).
METODOLOGIA
No presente trabalho estão relatadas de forma clara e objetiva as etapas desenvolvidas no projeto. O procedimento se iniciou com a preparação da casca do coco verde, retirando as devidas fibras para posterior análise. Em seguida foi realizado a caracterização da casca do coco verde. No processo de caracterização foram calculados e analisados o teor de cinzas totais, o teor de umidade, o teor da acidez e o teor do pH. O experimento foi realizado em duplicata e por final realizado a média estatística para melhor obter e discutir os resultados.
DESENVOLVIMENTO
Preparação da casca do coco para análise: O coco lavado foi submetido a retirada
de sua casca. As partes da casca foram dilaceradas manualmente até a obtenção de pedaços menores que foram desfibrados, cortados com uma tesoura e triturados em liquidificador. O produto dessa etapa foi denominado de fibra triturada.
Fonte: Os autores.
Caracterização da casca do coco:
1) Determinação do teor de cinzas totais: Para essa determinação, foram pesados
aproximadamente 2g da fibra triturada em cadinho de porcelana previamente tarado. A amostra foi levada à mufla que teve sua temperatura elevada lentamente até atingir 300°C. Em seguida, a temperatura foi elevada para 800C e a amostra permaneceu na mufla por mais 2h. A amostra foi retirada, resfriada em dessecador e novamente pesada. As amostras foram analisadas em duplicada, sendo obtida uma média dos valores encontrados. No cálculo do teor de cinzas utilizou-se a fórmula:
%𝐂𝐢𝐧𝐳𝐚𝐬 =
𝐌𝐜
𝐌𝐚
× 𝟏𝟎𝟎
Onde:
MC – massa de cinzas (diferenças entre a massa do cadinho com cinzas e a massa do cadinho)
Ma- massa da amostra seca
Determinação do teor de umidade: Um cadinho de porcelana foi colocado por cerca
de 1h, em estufa a 105°C; depois transferido para um dessecador por cerca de 15min e pesado em balança analítica. Anotou-se o peso como P1. Em seguida, foi colocado nesse cadinho 2g de amostra da casca e transferido para a estufa a 105°C, por 3h. Após esse período, a amostra foi retirada da estufa, resfria em dessecador por 15min e pesada. A operação foi repetida até peso constante. O peso foi anotado com P2 e a umidade da amostra foi calculada utilizando a fórmula:
%Umidade =
Massa Umida − Massa Seca
Massa Umida
× 100
Acrescenta-se que as amostras foram analisadas em duplicata e os valores médios foram usados no cálculo.
Determinação da acidez: Uma alíquota de 4g da fibra da casca foi misturada com
100ml de água destilada. A mistura foi agitada por 30min e deixada em repouso para a decantação, por 10min. A parte líquida (sobrenadante) foi retirada e titulada com a solução de NaOH 0,1M, na presença de 2 ou 3 gotas de fenolftaleína.
Acidez (
ml
100g
) =
V × N × f × 100
M
Onde:
V- volume de NaOH gasto N- molaridade do NaOH (0,1M)
f- fator de correção da solução de NaOH M- massa da amostra(g)
Determinação do pH: O pH foi aferido no sobrenadante obtido como descrito
anteriormente. Para a aferição do pH foi utilizado um pHmetro devidamente calibrado.
Fonte: Os autores.
RESULTADOS
Os parâmetros utilizados para a caracterização da casca do coco utilizados no trabalho foram teor de cinzas totais, umidade, acidez e pH. Os valores obtidos para cada um desses parâmetros analisados são apresentados na Tabela 1.
Tabela1. Valores do teor de cinzas, da umidade, da acidez e do pH da casca do coco.
AMOSTRA TEOR DE CINZAS UMIDADE ACIDEZ (mg/100g) pH Quantidade (g) Porcentagem (%) Fibra da casca de coco 0,06 3,0 55,5 0,3 5,97-6,07 Fonte: os autores
Os resultados para o teor de cinzas encontrados neste trabalho também se aproximaram dos encontrados por Cabral et al. (2017) para fibras imaturas (2,56%) e
por Gonçalves (2014). Esses autores encontraram em seus estudos 2,56% para fibras
in natura e uma variação de 2,34 a 3,73% para fibras pré tratadas, respectivamente.
Fazendo uma comparação dos resultados obtidos com os informados por Cabral[4], percebe-se que o valor pH é um dos que mais se aproxima aos resultados encontrados por esse autor. Essa comparação não está considerando os processos de pré tratamento utilizados, o que pode interferir nos resultados obtidos.
Cabe salientar que para o autor, essas características podem ser um fator importante para descrever a potencialidade na produção do etanol 2G. Como perspectiva, o trabalho pretende elaborar rotas experimentais mais eficientes, que proporcione a interpretação clara da potencialidade da casca do coco verde na produção de biocombustível.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
De acordo com os resultados obtidos, fica evidente que os dados apresentados neste trabalho possuem grande aproximação com os resultados mostrados por Cabral et al. [4] e por Gonçaves[8]. Tais semelhanças são satisfatórios e podem indicar um grau de potencialidade na produção do etanol de segunda geração. Pois é de conhecimento que tais características, da casca do coco verde, podem ser um indicar na produção de um biocombustível que, além de trazer benefícios para a geração de energia, pode ser também uma possibilidade para reuso do material.
Esse trabalho tem como perspectivas melhorar e deixar mais preciso a rota química a ser seguida e assim finalizar com a obtenção do biocombustível.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
[1]OLIVEIRA, Simone L. R., Aproveitamento da casca do coco verde para produção de celulases. Disponível em: ppgcta.ufc.br.
[2]ALAIN A VERTÈS, A. A.; INUI,M.; YUKAWA,H. Implementing biofuels on a global scale. Nature Biotechnology, n. 24, 761 - 764, 2006. Disponível em: nature.com.
[3]AGENCIA FAPESP: Livro sobre etanol celulósico alcança número expressivo de downloads. Disponível em: planetasustentavel.abril.com.br.
[4]VAITHNOMSAT, P. APIWATANAPIWAT, W. CHUMCHUENT, N. KONGTUD, W. SUNDHRARAJUN, S. The Potential of coconut husk utilization for bioethanol production. Kasetsart J 2011;45:159-64.
[5]IBGE 2012, Levantamento Sistemático da produção Agrícola: Pesquisa mensal de previsão e acompanhamento das safras agrícolas no ano civil. Fundação Instituto Brasileiro de geografia e estatística, Rio de Janeiro, 25, 1-88.
[6]ODISI, E. J. Sacrificação enzimática do bagaço da cana de açúcar pré tratada com peroxido de hidrogênio adicionado de álcali ou cinzas. Florianópolis, SC, 2013. [7]CABRAL, Mirelle M. S. Aproveitamento da Casca do Coco Verde para a Produção de Etanol de Segunda Geração. Disponível em: repositorio.ufal.br.
[8]GONÇALVES, F. A. Avaliação do potencial da fibra e casca de coco maduro, casca de coco verde e cacto pré tratados visando a produção de etanol. Natal, RN, 2014.
