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Hidrólise de palha e casca de arroz para produção de etanol de segunda geração (2G)

This research presented the evaluation of acid hydrolysis of straw and rice husk for the production of 2G ethanol, under different conditions using experimental design. The lignocellulosic raw material used was crop residue formed by the mixture of husk and rice straw, in equal parts and without any...

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Autor principal: Suyama, Heitor
Formato: Dissertação
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:
Cascas (Engenharia)
Arroz
Hidrólise
Fermentação
Álcool
Shells (Engineering)
Rice
Hydrolysis
Fermentation
Alcohol
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Engenharia Química
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5216
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spelling riut-1-52162020-10-07T06:01:11Z Hidrólise de palha e casca de arroz para produção de etanol de segunda geração (2G) Hydrolysis of rice wastes for the production of second generation 2G ethanol Suyama, Heitor Sauer, Elenise https://orcid.org/0000-0002-7361-6194 http://lattes.cnpq.br/3291362809148194 Sauer, Elenise https://orcid.org/0000-0002-7361-6194 http://lattes.cnpq.br/3291362809148194 Souza, Luciana de Boer Pinheiro de https://orcid.org/0000-0001-5521-1524 http://lattes.cnpq.br/6333065845346215 Canteri, Maria Helene Giovanetti https://orcid.org/0000-0003-2800-4006 http://lattes.cnpq.br/5210674056704542 Inglez, Simone Delezuk https://orcid.org/0000-0001-8389-6743 http://lattes.cnpq.br/0062536636901836 Cascas (Engenharia) Arroz Hidrólise Fermentação Álcool Shells (Engineering) Rice Hydrolysis Fermentation Alcohol CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA Engenharia Química This research presented the evaluation of acid hydrolysis of straw and rice husk for the production of 2G ethanol, under different conditions using experimental design. The lignocellulosic raw material used was crop residue formed by the mixture of husk and rice straw, in equal parts and without any previous treatment, ground in a hammer mill. The hydrolysis of the biomass was carried out under heating at temperatures of 30, 50 and 70 ºC, after pre-treatment of hydration, added with phosphoric acid solution, 5, 10 and 15%, exposure to ultrasound at times 5, 10 and 15 minutes, according to experimental design 2 3. The evaluation of the process was performed by the soluble solids content obtained by refractometry in ° Brix. The hydrolysates were fermented using the yeast Sacaromyces cerevisiae SC (CA-11) under rotational agitation, at 36 ºC, 130 rpm, for 48 hours. The ethanol content obtained was evaluated by gas chromatography. The statistical analysis of the results evaluated the influence of the effect of the variables, hydrolysis temperature, time of exposure to ultrasound and acid concentration. The results indicated that the concentration of 15% phosphoric acid followed by the temperature of 70 ºC were significant variables. The analysis of the estimated effects and the response surfaces confirmed that the hydrolysis temperature, the concentration, and the interaction between the temperature and concentration were statistically significant in the hydrolysis of the material used and resulted in a model with good adjustment between the predicted values and the values obtained experimentally. This indicates that it can be used in the prediction of ° BRIX values, within the studied limits. The statistical analysis of the ethanol results indicated that the temperature was statistically significant, while the acid concentration and the time of exposure to ultrasound were not significant under the conditions studied. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) Esta pesquisa apresentou a avaliação de hidrólise ácida de palha e casca de arroz para produção de etanol 2G, sob diferentes condições usando planejamento experimental. A matéria prima lignocelulósica utilizada foi resíduo de colheita formado pela mistura de casca e a palha de arroz, em partes iguais e sem nenhum tratamento prévio, moída em moinho de martelos. A hidrólise da biomassa foi realizada sob aquecimento nas temperaturas de 30, 50 e 70 ºC, após prétratamento de hidratação, adicionadas de solução de ácido fosfórico, 5, 10 e 15%, exposição ao ultrassom nos tempos de 5, 10 e 15 minutos, de acordo com planejamento experimental 23. A avaliação do processo foi realizada por meio do teor em sólidos solúiveis obtido por refratometria em ° Brix. Os hidrolisados foram fermentados utilizando levedura Sacaromyces cerevisiae SC (CA-11) sob agitação rotativa, a 36 ºC, 130 rpm, por 48 horas. O teor de etanol obtido foi avaliado por cromatografia gasosa. A análise estatística dos resultados avaliou a influência do efeito das variáveis, temperatura de hidrólise, tempo de exposição ao ultrassom e concentração de ácido. Os resultados indicaram que a concentração de 15% de ácido fosfórico seguida da temperatura de 70 ºC foram variáveis significativas. A análise dos efeitos estimados e as superfícies de resposta confirmaram que a temperatura de hidrolise, a concentração, e a interação entre a temperatura e concentração foram estatisticamente significativas na hidrólise do material utilizado e resultaram num modelo com bom ajuste entre os valores previstos e os valores obtidos experimentalmente. Isso indica que pode ser utilizada na predição de valores de °BRIX, dentro dos limites estudados. A análise estatística dos resultados de etanol indicou que a temperatura foi estatisticamente significativa, enquanto concentração de ácido e o tempo de exposição ao ultrassom não tiveram significância nas condições estudadas. 2020-10-06T18:09:03Z 2020-10-06T18:09:03Z 2019-12-09 masterThesis SUYAMA, Heitor. Hidrólise de palha e casca de arroz para produção de etanol de segunda geração (2G). 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5216 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química UTFPR
institution Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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Engenharia Química
Suyama, Heitor
Hidrólise de palha e casca de arroz para produção de etanol de segunda geração (2G)
description This research presented the evaluation of acid hydrolysis of straw and rice husk for the production of 2G ethanol, under different conditions using experimental design. The lignocellulosic raw material used was crop residue formed by the mixture of husk and rice straw, in equal parts and without any previous treatment, ground in a hammer mill. The hydrolysis of the biomass was carried out under heating at temperatures of 30, 50 and 70 ºC, after pre-treatment of hydration, added with phosphoric acid solution, 5, 10 and 15%, exposure to ultrasound at times 5, 10 and 15 minutes, according to experimental design 2 3. The evaluation of the process was performed by the soluble solids content obtained by refractometry in ° Brix. The hydrolysates were fermented using the yeast Sacaromyces cerevisiae SC (CA-11) under rotational agitation, at 36 ºC, 130 rpm, for 48 hours. The ethanol content obtained was evaluated by gas chromatography. The statistical analysis of the results evaluated the influence of the effect of the variables, hydrolysis temperature, time of exposure to ultrasound and acid concentration. The results indicated that the concentration of 15% phosphoric acid followed by the temperature of 70 ºC were significant variables. The analysis of the estimated effects and the response surfaces confirmed that the hydrolysis temperature, the concentration, and the interaction between the temperature and concentration were statistically significant in the hydrolysis of the material used and resulted in a model with good adjustment between the predicted values and the values obtained experimentally. This indicates that it can be used in the prediction of ° BRIX values, within the studied limits. The statistical analysis of the ethanol results indicated that the temperature was statistically significant, while the acid concentration and the time of exposure to ultrasound were not significant under the conditions studied.
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