Aplicação da metodologia de planejamento fatorial e análise de superfícies de resposta para otimização da fermentação alcoólica

Abstract

Recebido em 14/4/07; aceito em 30/11/07; publicado na web em 24/7/08 APPLICATION OF THE FACTORIAL DESIGN AND RESPONSE SURFACE METHODOLOGY FOR OPTIMIZATION OF ALCOHOLIC FERMENTATION. In the present work, the influence of the amount of nitrogen and phosphorus and degrees Brix on the yield and productivity of alcoholic fermentation has been evaluated. The methodology used was factorial design and response surface analysis. Within the range studied only for phosphorus a statistically significant effect was observed. The broth of sugar cane of the CB 453 variety already possessed enough nitrogen for the fermentation. The mathematical and empirical model was validated for productivity and not for yield. The concentration of alcohol produced in the fermentation was not enough to cause cellular growth inhibition.Keywords: factorial design; productivity; ethanol. INTRODUÇÃOO sistema agroindustrial da cana-de-açúcar já foi tema de inú-meros, profundos e excelentes estudos, realizados quer pela iniciativa privada como pelas Universidades e outras instituições de pesquisa. Além dos aspectos sócio-econômicos, a cultura tem sua importância reconhecida, também, na área ambiental, tendo o ál-cool etílico como uma fonte renovável de energia menos poluente, a qual já integra a matriz energética nacional e está sendo um dos produtos mais importantes do mercado internacional. 1,2A utilização do álcool combustível automotivo no Brasil ganhou importância na década de 70 com o lançamento do Programa do Álcool (Proálcool), criado pelo decreto 76.593/75, cuja finalidade estratégica foi substituir parte da gasolina consumida no mercado interno, reduzindo, assim, as importações de petróleo. 3O Brasil posiciona-se no cenário internacional, atualmente, como o maior produtor e exportador mundial de açúcar de cana e o maior produtor e consumidor de álcool, 3,4 sendo também o único país a introduzir, em larga escala, o álcool como combustível alternativo ao petróleo.1 Os países industrializados, como os Estados Unidos da América (EUA), estão interessados na ampliação da produção de álcool etílico do Brasil. A produção de álcool no Brasil, que é da ordem de 17 bilhões de L por safra 5,6 poderá chegar, em 2010, a uma produção em torno de 30 bilhões de L por safra, 3 produzida por inú-meras destilarias espalhadas no país. O álcool hidratado é competitivo com a gasolina devido às reduções dos custos no setor (aumento de rendimento e produtividade nas áreas agrícola e industrial), ao aumento do preço do barril de petróleo e às diferenças de tributação da gasolina e do álcool.3 Assim, é de vital importância a continuação de estudos na área, buscando aumentar a eficiência do processo.A produção de álcool no Brasil se faz quase que exclusivamente por fermentação de mosto, constituído por caldo de cana ou melaço, ou ainda por misturas destes dois componentes. Alguns macronutrientes e/ou micronutrientes também são adicionados ao mosto, a fim de complementar as deficiências do meio, quanto a certos elementos indispensáveis às leveduras para uma máxima tr...

Study of Alcohol Production Using as Feedstock the Cyperus esculentus (Tiririca)

“…9,10 Existem alguns fatores críticos que afetam a fermentação alcoólica, como a concentração de substrato, concentração de levedura, temperatura de fermentação, pH, concentração de extrato de levedura e suplementação de nutrientes e micronutrientes. 11 Encontrar uma solução ótima para um problema de processamento, através da seleção de um conjunto de fatores potencialmente importantes, nas várias etapas do processo, é tarefa difícil que exige um grande número de ensaios experimentais. Para aumentar a eficiência na busca da solução ótima de tais problemas, várias técnicas estatísticas têm sido propostas, particularmente os planejamentos fatoriais.…”

“…11 Ao proceder a determinação de AR, preparam-se as soluções de Fehling A, composta de sulfato de cobre e hidróxido de sódio, e Fehling B, composta de sal duplo de tartarato de sódio e potássio, com a função de complexar os íons de cobre na solução. Ao proceder o aquecimento destas soluções, ocorre a oxidação dos açúcares bem como a redução do cobre, resultando no precipitado da titulação.…”

Estudo da fermentação alcoólica do extrato aquoso da polpa do butiá (Butia eriospatha (Martius) Beccari): Otimização pela metodologia de superfície de resposta

“…The experimental region for each independent variable was chosen through preliminary tests and the specialized literature (SILVA et al, 2008;CORDENUNSI et al, 1985). These were transformed into coded variables (x 1 , x 2 and x 3 ), respectively, in three levels of variation, with the restrictions presented in Table 1.…”

“…This is especially so in Brazil, which is considered a pioneer in production and produces 40 % of the world's ethanol, made almost exclusively from fermenting wine, sugar cane juice or molasses (SILVA et al, 2008).…”

<b>The use of multilayer perceptron artificial neural networks for the classification of ethanol samples by commercialization region

“…Ethanol is environmentally important since it reduces carbon dioxide emissions. In fact, parts of the gas result from ethanol combustion absorbed by large plantations (Silva, Damasceno, Silva, Madruga, & Santana, 2008;Spacino et al, 2013).…”