RESUMO
PRODUÇÃO DE ETANOL A PARTIR DA RAIZ DE MANDIOCABA
Autores: Souza, Milena C.; França, Luiz F.; Corrêa, Nádia C. F.; Gomes, Lúcia F. A.; Universidade
Federal do Pará. [email protected]ática: Energia e biocombustível.
O presente trabalho teve como objetivo principal a produção de Etanol a
partir da mandioca doce (Manihot esculenta Crantz) ou simplesmente mandiocaba, espécie que
vem recebendo destaque entre pesquisadores e produtores de mandioca do Brasil pois armazena
açúcares livres em suas raízes de reserva e não somente amido, como a grande maioria
cultivada comercialmente. O acúmulo de grande quantidade de glicose devido a adaptação das
células do parênquima de reserva que antes acumulavam amido é a maior diferença entre a
mandioca doce e as outras espécies de mandioca. Análises físico-químicas como: umidade,
cinzas, lipídeos, proteínas, fibras, açúcares redutores e totais foram realizadas na raiz de
mandiocaba. O caldo foi extraído e então caracterizado com as seguintes análises: pH, sólidos
solúveis totais, concentração de glicose e acidez titulável. A fermentação ocorreu em estufa
DBO à temperatura de 28°C, na faixa de pH aproximadamente 5, concentração natural de
substrato e concentração de inóculo de 10g/L, sendo a levedura Saccharomyces cerevisiae
atuante no processo fermentativo. O acompanhamento do tempo de fermentação foi feito a
partir do Brix°, sendo esse tempo de aproximadamente 10h e 30 min. Após a fermentação o
mosto foi destilado e determinou-se o teor alcóolico através do densímetro digital.
Palavras-chave: mandioca; fermentação; etanol.
1. Introdução
O homem vem se utilizando da fermentação alcoólica desde a mais
remota antiguidade; há mais de 4000 anos os egípcios fabricavam o pão e produziam
bebidas alcoólicas a partir de cereais e frutas. Entretanto, apenas recentemente é que se
pôde relacionar a fermentação com a levedura, fungo amplamente distribuído na
natureza e com capacidade de sobrevivência tanto em condições aeróbicas como
anaeróbicas. Assim, a humanidade por longo período se beneficiou desse organismo,
mesmo sem saber de sua existência, notada pela primeira vez por Antonie van
Leewenhoek (1623-1723), ao observar amostra de cerveja em fermentação com seu
microscópio rudimentar.
148
Depois da formulação da estequiometria da fermentação por Gay-Lussac
(1863) demonstrou a natureza microbiológica da fermentação alcoólica como um
processo anaeróbico, ou seja, a vida se manifestando na ausência de ar (oxigênio). A
partir daí, e principalmente durante as primeiras décadas de 1900, as pesquisas
culminaram com a elucidação das reações enzimáticas responsáveis pela transformação
química do açúcar em etanol e gás carbônico no interior da levedura.
(BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL VOL. 3 PROCESSOS FERMENTATIVOS E
ENZIMÁTICOS).
Um
dos
mais
importantes
pesquisadores
da Embrapa
em
biotecnologia, Luiz Joaquim Carvalho, apresentou ao governo do Pará sua pesquisa
sobre o valor da mandioca açucarada - a mandiocaba - na produção de etanol. Com
resultados relevantes em seu projeto de estudo, o pesquisador destaca que
a mandiocaba esbanja glicose
e
sacarose,
fato
que
faz
com
que
sirva
de
importante matéria-prima que pode ser convertida em etanol com menos desperdício do
que a cana-de-açúcar. A pesquisa revela que, diferentemente da mandioca tradicional,
na mandioca açucarada é possível encontrar 35% de glicose, 10% de sacarose e apenas
2% de amido na raiz, enquanto na cana apenas 12% é açúcar, comparou
Carvalho. (Revista Globo Rural)
2.2. Objetivos específicos:
2.2.1. Investigar as características física, físico-química e química da
mandiocaba;
2.2.2. Estabelecer os parâmetros de processo para a transformação da biomassa
da mandiocaba em etanol por vias biotecnológicas;
3.
Materiais e Métodos:
 Na prensagem foi utilizado SIWA FMB modelo prensa hidráulica capacidade
para 1L e 15 toneladas.

Foram realizadas análises físico-quimicas na raiz e no caldo de mandiocaba
tendo como base os métodos físico-quimicos para análise de alimentos ed. IVInstituto Adolfo Lutz
Para a fermentação:

Três erlenmeyers de 500 mL

Três erlenmeyers de 50 mL

Estufa à 28 °C ± 1
149
4.

Densímetro digital

Refratômetro

Balança analítica

Levedura Saccharomyces cerevisiae

H2SO4 concentrado

Três funis

Três pipetas volumétricas de 10 mL

Termômetro
Procedimentos Experimentais:
4.1 Fluxograma processo de extração do caldo
Pesagem da matéria – prima (20 kg)
Descascamento e retirada de danos físicos (1,38 Kg)
Lavagem e pesagem (18,62 Kg)
Corte das raízes em cubos
Extração do caldo na prensa hidráulica à 4 toneladas
(8,076 L)
Torta(5,63Kg)
150
Após a prensagem o caldo passou por filtração em seguida por
pasteurização rápida a 72 °C por 15 segundos.
Todas as vidrarias usadas na fermentação foram devidamente esterilizadas.
4.2 Preparação do mosto:
O pH do caldo foi corrigido com ácido sulfúrico concentrado. A
fermentação foi feita em triplicata à temperatura de 28°C em estufa, caldo com pH ±5,
concentração de inóculo 10 g/L, e concentração natural do substrato. (Leiliane, 2013)
A fermentação ocorreu em erlemeyers de 500 mL cada, fechados com papel alumínio.
O acompanhamento da fermentação foi feito a partir do Brix° e do pH do mosto que
foram medidos a cada 1 hora, até a estabilidade dos mesmos demostrando o final da
fermentação.
4.3 Tabela 1 - Dados iniciais:
Fermentação 1
Fermentação 2
Fermentação 3
Brix°
7,5
8,2
6,8
pH
±5
± 4,8
± 5,0
Volume (mL)
170 mL
200 mL
200 mL
[ ] levedura
1,7 g
2,0 g
2g
Após a fermentação foi feita a destilação simples dos mostos para determinação do teor
alcóolico. O controle da destilação foi feito com um termômetro levando-se em
consideração a temperatura de ebulição do álcool etílico 78 °C. (como ilustrado na
figura abaixo):
151
Fonte: quiprocura.net
152
5.
Resultados e discussões:
Tabela 2. Caracterização físico-química mandiocaba (base
seca):
Umidade(%)
Lipídeo(%)
Cinzas(%)
Áçucar
total(%)
Proteínas
Áçucar
Red.(%)
Fibra(%)
12,43
MÉDIA
73,17
1,74
1,29
1,25g/100mL
7,9
4,3
D.P ±
0,83
0,5
0,15
0,03
0,32
0,4
1,6
Tabela 3. Caracterização do caldo:
Sólidos totais solúveis
(°Brix)
6,6
Potencial hidrogeniônico
Acidez
7
0,25% v/m ± 0,02
Tabela 4. Tempo de fermentação:
Fermentação 1
Fermentação 2
Fermentação 3
Tempo de fermentação
10 h e 27 min
9 h e 18 min
10 h e 12 min
Brix° final
0,5
0,6
0,5
pH final
1,0
3,4
0,98
Fermentação 1
Fermentação 2
Fermentação 3
Tempo de Destilação
26 min
22 min
10 min
Volume do destilado
11 mL
4 mL
2,4 mL
Teor Alcóolico %(v/v)
32,7 %
50,9 %
57,3 %
Tabela 5. Dados da Destilação:
A Tabela 4 apresenta os valores do tempo das fermentações bem como os valores
de Brix° e pH ao final da fermentação. De acordo com esses valores a
fermentação 1 foi a que mostrou melhor desempenho uma vez que apresentou o
menor valor de Brix final, ou seja, quase todo açúcar foi transformado em etanol e
CO2.
Na Tabela 5 temos os dados do tempo, volume de destilado e teor alcóolico das
fermentações.
153
6.
Conclusão
Pode-se concluir o bom pontencial que a mandiocaba tem para a
produção de etanol haja vista que por sua considerável concentração de açúcar ela
dispensa o processo de hidrólise de amido, diminuindo assim o gasto de energia
do processo. A raiz está sendo muito estudada e cada vez mais cresce o
conhecimento sobre sua aplicação na área como fonte energética.
154
7. Referências:

BIOTECNOLOGIA
INDUSTRIAL
VOL.
3
PROCESSOS
FERMENTATIVOS E ENZIMÁTICOS

Dissertação: Avaliação do processo de produção de etanol pela
fermentação do caldo de mandiocaba( Manihot esculenta Crantz),
Leilane, 2013.
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