ESTUDO DA PRODUÇÃO DE HIDROLISADO A PARTIR DA TORTA
RESULTANTE DA PRENSAGEM DE INAJÁ (MAXIMILIANA MARIPA).
Rômulo Almeida ([email protected]), Jaqueline de Fátima Cabral Moraes
([email protected]), Brenda Fernanda Honorato de Oliveira ([email protected]), Larissa Borges Albano ([email protected]), Nádia
Cristina Fernandes Corrêa ([email protected]), Luiz Ferreira de França ([email protected])
Introdução
A busca por fontes de energias alternativas em curto prazo aponta como
destaque o uso de biocombustíveis. Dentre elas destaca-se o bioetanol
produzido a partir de biomassas residuais de agroindústrias como fontes
bioenergéticas. Biomassas são fontes de hexoses e pentoses com grande
potencial na produção de álcool de segunda geração, produtos químicos e
produtos para a alimentação (SÁNCHEZ, 2009). Somente no ano de 2007, a
biomassa como matriz energética foi a segunda principal fonte de energia no
Brasil (31,1%) perdendo apenas para o petróleo e seus derivados (ANEEL,
2009). Assim como no país, em todo o mundo há um grande interesse na
utilização de resíduos celulósicos para a produção de etanol.
A palmeira oleaginosa inajá (Maximilianamaripa (Aubl.)Drude) está presente em
toda Amazônia Legal, ocorrendo nos mais diversos ambientes desde florestas
primárias e secundárias, ambientes estes em que aparece em baixa densidade,
até áreas abertas, normalmente perturbadas por derrubadas e queimadas, onde
surge em grandes densidades (MIRANDA & RABELO, 2006). As tortas
resultantes dessas extrações podem ser estudadas como fonte de materiais
lignocelulósicos, sendo estas uma fonte promissora de açúcar, tornando-se um
ponto positivo na produção de bioetanol. Podendo esta ser uma alternativa para
o desenvolvimento sustentável da região amazônica. Este trabalho objetivou
caracterizar a torta resultante da prensagem da polpa do inajá e definir os
parâmetros do pré-tratamento do processo de hidrolise ácida.
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Material e Métodos
O inajá utilizado para as análises é proveniente do município de Bragança no
Estado do Pará; coletado no período de março de 2011. As analises físicoquímicas e atividades de pesquisa foram realizadas no Laboratório de
Operações de Separação (LAOS) da Faculdade de Engenharia de Alimentos da
Universidade Federal do Pará. Para o processamento dos frutos de inajá foram
realizadas as seguintes etapas:
despolpamento, secagem em estufa de
circulação de ar e prensagem em prensa hidráulica. Para quantificação de fibras
em detergente neutra e ácida foi usada metodologia descrita por van Soest e
Wine (1963). As condições reacionais foram escolhidas a partir de resultados
obtidos da pesquisa de Neves (2012) para o seguintes variáveis e domínios:
granulometria (16 e 35 mesh) e a relação solido/ ácido (1:10 e 1:30). As variáveis
de concentração de ácido e temperatura foram mantidas constantes e iguais a
0,25 M e 60 minutos, respectivamente. A concentração de açúcar redutor foi a
variável de resposta. O plano está apresentado na Tabela 1.
Para os ensaios de hidrólise ácida da torta de inajá aplicou-se a análise
de variância (ANOVA) Tabela 2 e teste Tukey (p<0,05) como exposto na Figura
1. A hidrólise ácida da torta de inajá foi realizada em autoclave (PRISMATEC –
CS) com capacidade de 80L, atingindo a temperatura de 120°C e pressão de 1
kgf/cm²
e
a
100°C
em
pressão
de
1,033
kgf/cm².
O Hidrolisado foi filtrado e neutralizado para análise de açúcar redutor (AR). A
análise de AR foi realizada pelo método do ácido dinitrossalicílico (DNS) com
auxílio de espectrofotômetro Thermo Scientific (MOURA, PINTO e RODRIGUEZ,
2007) com comprimento de onda de 540 nm. A cinética do melhor ensaio da
hidrólise ácida foi realizada em estufa de circulação de ar da marca Quimis, onde
se utilizaram os mesmos parâmetros, exceto a temperatura devido às limitações
do equipamento, sendo a cinética realizada a 100°C. Foram retiradas alíquotas
de 4 mL nos tempos de 10, 20, 30, 40, 50 e 60 minutos, para posteriormente
resfriamento em água fria, correção de pH e quantificação de açúcares
redutores.
Resultados e discussão
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A tabela 1 compara as frações da celulose, hemiculose e lignina do inajá
prensado antes do pré-tratamento ácido.
Tabela 1. Perfil lignocelulósico de sub-produtos da agroindústria regional em
comparação ao encontrado neste estudo
SUBCELULOSE HEMICELULOSE LIGNINA REFERÊNCIA
PRODUTOS
(%)
(%)
(%)
Torta de inajá
58,63
15,35
26,02
Neste estudo
Semente de
28,35
9,5
14,4
ALAMAR
cupuaçu
(2012)
Casca de
35,31
6,68
18,25
ALAMAR
coco verde
(2012)
Resíduo de
56,46
5,00
17,71
ALAMAR
palma
(2012)
Casca de
49,89
1,10
42,90
ALAMAR
coco seco
(2012)
Casca de
43,45
0,21
50,31
ALAMAR
castanha do
(2012)
Pará
Fibra de coco
65,40
0,37
33,68
ALAMAR
(2012)
Caroço de
58,18
1,56
21,9
ALAMAR
açaí
(2012)
As fibras presentes foram caracterizadas e quantificadas como exposto
na Tabela 1, Comparando o resultado obtido por Alamar (2012) a qual analisou
a composição do material lignocelulósico de diferentes sub-produtos da
agroindústria regional, observou-se que o valor encontrado para celulose da torta
de inajá é superior a semente de cupuaçu, casca de coco verde, casca de coco
seco e casca de castanha do Pará. Entretanto, a torta de inajá apresenta uma
percentagem semelhante ao resíduo de palma e ao caroço de açaí, sendo estas
fontes possíveis de biomassa ainda não estudadas.
A tabela 2 apresenta as condições experimentais realizar hidrolise ácida
da torta inajá.
Tabela 2: Parâmetros utilizados nos ensaios da hidrólise ácida
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ENSAI
GRANULOMETRI
RELAÇÃO
CONCENTRAÇÃ
TEMPO
O
A (MESH)
SÓLIDO/ÁCID
O DE ÁCIDO (M)
(MINUTOS
O
)
I
16
1:10
0,25
60
II
16
1:30
0,25
60
III
35
1:10
0,25
60
IV
35
1:30
0,25
60
A figura 1 apresenta as respostas obtidas pela análise das médias dos
ensaios e a partir da análise de variância.
Figura 1: o gráfico mostra a concentração de açúcar redutor (g/L) após a
hidrólise ácida
35 mesh; 1:30
35 mesh; 1:10
16mesh; 1:30
16 mesh; 1:10
Neste gráfico é possível verificar que de certo modo as variáveis
influenciam na produção de AR. Onde ensaios que possuem a mesma letra ao
nível de significância 95% são iguais estatisticamente. É possível observar que
com a mesma granulometria (16 mesh) os ensaios apresentam diferença
significativa. No estudo com os ensaios 3 (35 mesh; 1:10) e 4 (35 mesh; 1:30)
apresentou também diferença significativa.
Ao realizar uma comparação entre os ensaios com mesh 16 e 35, pôdese notar que há diferença significativa quando há a mudança dos tamanhos de
partículas, sendo o ensaio com maior granulometria o que apresentou maior
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eficiência, produzindo em torno de 4,92 g/L de AR. Resultado similar foi obtido
por Rabelo (2007) com bagaço de açúcar.
Conclusão
A caracterização química da torta de inajá resultou na determinação do valor de
69,46% de carboidratos totais.
A fração celulósica de 58,63% mostra que a torta de dendê apresenta grandes
projeções para a liberação de açúcar redutor.
As variáveis (granulometria e relação sólido/ líquido) utilizadas neste estudo são
significativas sobre o aumento da concentração de açúcar redutor dentro do
domínio estudado.
O ensaio 2 (mesh 16 e relação solido-liquido 1: 30) apresentou melhor resposta
na produção de açúcar redutor.
Referencia
Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) – Fontes Renováveis, cap. 4
Biomassa,
2009.
Disponível
em
http://www.aneel.gov.br/visualizar_texto.cfm?idtxt=1687.
ALAMAR, P.D.; TEIXEIRA, A.C.A. e ROGEZ, H. Characterization of detergent
fiber profile of fifteen amazonian agroindustrial wastes. XVI IUFoST –World
Congress of Food Science and Technology. Paraná, 2012.
MOURA, C. L. A.; PINTO, G. A. S. e RODRIGUES, S. Determinação da
atividade de invertase em extratos enzimáticos. Embrapa Agroindustrias
Tropical. Documento, 108. Fortaleza, 2007.
NEVES, E. M. P. X. Estudo da hidrólise da biomassa do tucumã (Astrocaryum
vulgare Mart.) e do inajá (Maximiliana maripa (Aubl) Mart) visando a obtenção de
açúcares. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) –
PPGCTA/ITEC/Universidade Federal do Pará, 2012.
RABELO, S.C. Avaliação de desempenho do pré-tratamento com peróxido
de hidrogênio alcalino para a hidrólise enzimática de bagaço de cana-deaçúcar. Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas,
Faculdade de Engenharia Química. Campinas – SP, 2007.
SÁNCHEZ, C., (2009), Lignocellulosic residues: Biodegradation and
bioconversion by fungi. Biotechnology Advances, v. 27, p. 185-194.
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VAN SOEST, P. J. Use of detergents in the analysis of fibrous foods II. A rapid
method for the determination of fibre and lignin. Jour. Assoc. Off. Anal. Chem.,
46:829, 1963.
141