Obtaining ethanol from cassava waste (manihot esculenta crantz)

Obtaining ethanol from cassava waste (manihot esculenta crantz)

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0375.2022v43n1p85

Keywords:

Ethanol, Alcoholic fermentation, Biomass, Biofuel

Abstract

Aiming to add knowledge to the search for new possibilities of alternative biomass to the biomasses that are already adopted by the sugar-energy industries, this work sought to analyze the possibility of using cassava husks that are residues from the production of starch to obtain fuel ethanol. Treatments to optimize the acid hydrolysis process were carried out, having as variants the concentration of sulfuric acid with 1%, 3% and 5% (m/v), the sieve granulometry varying in 16, 24 and 32 mesh, also having different autoclaving times varying from 10, 35 and 60 minutes with cassava husks (Manihot esculenta Crantz), in order to obtain a broth with a high content of fermentable sugars. Therefore, it was possible to verify that the use of cassava husks (cassava plant residues) as sources for obtaining ethanol have promising properties using a concentration of 5% sulfuric acid, a 32 mesh sieve and autoclaving the samples for a period of 22.5 minutes.

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Author Biographies

Mariane Motta de Campos Cuchi, Universidade Estadual de Londrina - UEL

Postgraduate student in Bioenergy, UEL, Londrina.

Olívio Fernandes Galão, Universidade Estadual de Londrina - UEL

Prof. Dr., Chemistry Departament, UEL, Londrina.

References

AMARAL, L.; JAIGOBIND, A. G. A.; JAISINGH, S. Processamento da mandioca. Curitiba: Instituto de Tecnologia do Paraná, 2007.

BOLETIM da Produção de Petróleo e Gás Natural. Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, Rio de Janeiro, n. 112, dez. 2019.

BARCELOS, M. Políticas de Biocombustíves no Brasil: imagens e empreendedores no processo de definição da agenda do programa nacional do álcool – PROAlCOOL. Revista Latino-Americana de Relações Internacionais, Rio Grande do Sul, v. 3, n. 1 p. 12-26, jan./abr. 2021.

CABRAL, Á. S.; FERREIRA, J.; TRINCA, N. R. R.; GARCIA-CRUZ, C. H. Hidróliseda casca de mandioca (Manihot esculenta crantz) em diferentes tempos de tratamento e concentrações ácidas para a obtenção de açúcares fermentescíveis. Anais do fórum de iniciação científica do unifunec, Santa Fé do Sul, v. 6, n. 6, p. 1-4, 2015. Available from: https://seer.unifunec.edu.br/index.php/forum/article/view/2094. Acess: July 25, 2021.

CARVALHO. J. O. M.; CEREDA. M. P. Subprodutos da mandioca – composição dos resíduos sólidos. Rondônia: Embrapa, 2005.

CEREDA, M. P. Tuberosas e a produção de agroenergia. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE AGROBIOENERGIA; SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE BIOCOMBUSTÍVEIS, 2008, Uberlândia. Anais [...]. Uberlândia: CONBIEN, 2008. p. 1-9.

CHENDYNSKI, L. T.; CORDEIRO, T.; MESSIAS, G. B.; MANTOVANI, A. C. G.; SPACINO, K. R.; ZERAIK, M. L.; BORSATO, D. Evaluation and application of extracts of rosemary leaves, araçá pulp and peel of bacuri in the inhibition of the oxidation reaction of biodiesel. Fuel, [London], v. 261, p. 1-5, 2020.

DUBOIS, N.; Gilles, K. A.; HAMILTON, J. K.; REBERS B. A.; SMITH, F. Colorimetric method determination of sugars and substances. Analytical Chemistry, Washington, v. 28, n. 3, p. 350-356, 1956.

GOLDEMBERG, J. Atualidade e perspectiva no uso de biomassa para geração de energia. Revista Virtual Quimica, Niterói, v. 9, n. 1, p. 15-28, 2017. DOI:
http://dx.doi.org/10.21577/1984-6835.20170004.

GRÄF, W. M.; FRIEDEIN, J. F.; SENGER, C. C. D.; MARTINS, G. L.; ZIZEMER, V. A. S.; KOZLOSKI, G. V. Determinação do teor de amido em alimentos por hidrólise ácida. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 55.; CONGRESSO BRASILEIRO DE ZOOTECNIA, 28., 2018, Goiânia. Anais [...].Goiânia: PUC, 2018. p. 1-5. Available from: http://www.adaltech.com.br/anais/zootecnia2018/resumos/trab-1333.pdf. Acess: July 25, 2021.

HILL, T.; LEWICKI, P. Statistics: methods and applications: a comprehensive reference for science, industry, and data mining. Niterói: StatSoft, 2006.

JOGLEKAR, A. M.; MAY, A. T. Product excellence through design of experiments. Cereal Foods Word, [s. l.], v. 32, n. 12, p. 854-868, 1987.

LOUREIRO, A. C.; SOARES, J. V. S.; CHAAR, J. S.; HIDALGO, A. F.; SOUZA, L. S. S.; PEREIRA, A. M.; Avaliação do potencial dos resíduos (casca, entrecasca e pontas) do beneficiamento da mandioca (Manihot esculenta Crantz) para a produção de bioetanol utilizando hidrólise ácida. Brazilian Applied Science Review, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 606-620, Mar./Apr., 2020.

MALDONADE, I. R.; CARVALHO, P. G. B. de; FERREIRA, N. A. Protocolo para determinação de açúcares totais em hortaliças pelo método de DNS. Brasília: Embrapa Agroindústria de Alimentos, 2013. (Comunicado técnico, n. 85).

MENEZES, T. J. B. Etanol o combustível do Brasil. São Paulo: Agronômica Ceres, 1980.

MARTINEZ, D. G. Produção do etanol de segunda geração a partir de resíduos do processamento da mandioca. 2016. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal Oeste do Paraná, Cascavel, 2016.

NASCIMENTO, M. V. F.; VICENTE, J.; SILVA, F. O. M.; LÃ, O. R. Otimização da hidrólise ácida de amido por ultrassom e refluxo. Boletim do Centro de Pesquisa de Processamento de Alimentos, Curitiba, v. 34, n. 1, p. 37-44, 2016. Available from: https://revistas.ufpr.br/alimentos/article/view/48973/29446. Accessed: July 25, 2021.

NITSCH, M. O programa de biocombustíveis proalcool no contexto da estratégia energética brasileira. Brazilian Journal of Political Economy, São Paulo, v. 11, n. 2, 1991.

OLIVEIRA, P. S. M.; FERREIRA, V.; SOUZA, M. V. N. Utilização do d-manitol em síntese orgânica. Química Nova, São Paulo, v. 32, n. 2, p. 441-452, 2009. Available from: https://www.scielo.br/j/qn/a/tVSyPkT86BxvhG6bHTj6gHD/?lang=pt#. Acess: Feb. 9, 2022.

PACHECO, F. Energias renováveis: breves conceitos. Conjuntura de Planejamento, Salvador, n. 149, p. 4-11, Oct. 2006.

RIBEIRO, N.; GODINHO, A. M. M.; MARQUES, T. A. Produção de glicose a partir do amido da batata-doce por hidrólise ácida. In: ENCONTRO DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO, 2009, Presidente Prudente. Anais [...]. Presidente Prudente, Unoeste, 2009. p. 244-247.

ROCHA, T. S.; Demiate, I. M.; FRANCO, C. M. L. Características estruturais e físico-químicas de amidos de mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza). Food Science and Technology, Campinas, v. 28, n. 3, p. 620-628, 2008. Available from: http://hdl.handle.net/11449/28129. Acess: Feb. 9, 2022.

SCHMIDELL, W.; LIMA, U. S.; AQUARIBE, E.; BORZANI, W. Biotecnologia industrial: engenharia bioquímica. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 2001. v. 2.

SCHUTTE, G. R.; BARROS, P. S. A Geopolítica do etanol. IPEA: Boletim de Economia e Política Internacional, Brasília, n. 1, p. 33–43, Jan. 2010.

SILVA, I. B. Potencialidades energéticas provenientes dos resíduos da mandioca (Manihot Esculenta Crantz). 2019. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2019.

SILVA, M. E. da. Estudo de pré-tratamento e hidrólise ácida do bagaço do pedúnculo de caju para a produção de bioetanol hidratado de segunda geração. 2013. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2013.

SILVA, R. N.; MONTEIRO, V. N.; ALCANFOR, J. D’A. X.; ASSIS, E. M.; ASQUIERI, E. R. Comparação de métodos para a determinação de açúcares redutores e totais em mel. Food Science and Technology, Campinas, v. 23, n. 3, p. 337-341, 2003. Available from: https://doi.org/10.1590/S0101- 20612003000300007. Acess: July 25, 2021.

STATISTICA SOFTWARE FOR WINDOWS: version 2018/13.4. Tulsa: [s. n.], 2018.

WOICIECHOWSKI, A. L.; NITSCHE, S.; PANDEY, A.; SOCCOL, C. R. Acid and enzymatic hydrolysis to recover reducing sugars from cassava bagasse: an economic study. Brazilian Archives of Biology and Technology, Curitiba, v. 45, n. 3, p. 393-400, 2002. Available from: https://doi.org/10.1590/S1516-89132002000300018. Access: July 25, 2021.

ZENATTI, D. C.; COSTA, A. A.; HERMES, E.; VILVERT, R. M.; DIAS, L. C. Quantificação de açúcares redutores em hidrolisado do bagaço da mandioca para uso na produção de metano. Revista Gestão & Sustentabilidade Ambiental, Palhoça, v. 4, p. 616-627, dez. 2015. Available from: https://www.portaldeperiodicos.unisul.br/index.php/gestao_ambiental/article/view/3399/2435. Acess: Feb. 12, 2022.

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Published

2022-06-15

How to Cite

Cuchi, M. M. de C., & Galão, O. F. (2022). Obtaining ethanol from cassava waste (manihot esculenta crantz). Semina: Ciências Exatas E Tecnológicas, 43(1), 85–94. https://doi.org/10.5433/1679-0375.2022v43n1p85

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