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Title: Modelagem e simulação do processo de fermentação alcoólica na indústria sucroalcooleira
Authors: Costa, Emerson Rodrigues
metadata.dc.contributor.authorLattes: http://lattes.cnpq.br/1735669985702468
metadata.dc.contributor.advisor: Rosal, Andréa Galindo Carneiro
metadata.dc.contributor.advisorLattes: http://lattes.cnpq.br/5799738310371979
metadata.dc.contributor.advisor-co: Camelo, Marteson Cristiano dos Santos
metadata.dc.contributor.advisor-coLattes: http://lattes.cnpq.br/1815470140889772
Keywords: Bebidas alcoólicas – Indústria;Fermentação;Cana-de-açúcar – Derivados
Issue Date: 30-Jan-2019
Citation: COSTA, Emerson Rodrigues. Modelagem e simulação do processo de fermentação alcoólica na indústria sucroalcooleira. 2019. 67 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Alimentos) – Universidade Federal Rural de Pernambuco, Garanhuns, 2019.
Abstract: Ethanol is an easily obtainable biofuel, originating from the alcoholic fermentation process of the sugarcane juice, which consists of the transformation of the organic matter through a biological and anaerobic process. The yeasts responsible for alcoholic fermentation are Saccharomyces cerevisae, where several studies are constantly carried out to better understand this process. One of these studies of great importance for engineering is the application of mathematical modeling, in which are evaluated how much the concentrations of substrates and cells influence the generated products. Thus, in this work the objective was to develop a mathematical model and computational simulation for the alcoholic fermentation of a large sugar-alcohol plant. The tests and analyzes were carried out during the month of november of the recurring year to the development of this study, where the samples collected were of the treated yeast, the feed wort and the fermented wort of each fermentation dorn, which were submitted to the determination analyzes concentration of biomass for the treated ferment and for the fermented must; total reducing sugars for the feed must and for the fermented must; and determination of ethanol concentration for the treated ferment and for the fermented wort. The kinetic models used were obtained from the literature, being the six models most used for other similar studies. The kinetic model capable of better matching was the GHOSE & TYAGI (1979) model that describes the conditions as a limiting substrate, inhibition by the substrate and linear inhibition by the product, obtaining a mathematical model capable of predicting substrate and product concentrations, with average margin of error between the stages of 38.32% and 4.79%, respectively. Since none of the kinetic models used in the study takes into account the variation of cell concentration, the kinetic models were not able to adapt and predict the process as a function of yeast concentration throughout the fermentation stages.
Description: O etanol é um biocombustível de fácil obtenção, oriundo do processo de fermentação alcoólica do caldo de cana-de-açúcar, que consiste na transformação da matéria orgânica mediante um processo biológico e anaeróbio. As leveduras responsáveis pela fermentação alcoólica são as Saccharomyces cerevisae, onde constantemente diversos estudos são realizados para melhor conhecimento desse processo. Um desses estudos de grande importância para a engenharia é a aplicação da modelagem matemática, nas quais são avaliadas o quanto as concentrações de substratos e células influenciam no produtos gerados. Assim neste trabalho objetivou-se o desenvolvimento de um modelo matemático e simulação computacional para a fermentação alcoólica de uma usina sucroalcooleira de grande porte. Os ensaios e as análises foram realizados durante o mês de novembro do ano recorrente ao desenvolvimento deste estudo, onde as amostras coletadas foram do fermento tratado, do mosto da alimentação e do mosto fermentado de cada dorna de fermentação, que foram submetidas às analises de determinação de concentração de biomassa para o fermento tratado e para o mosto fermentado; açúcares redutores totais para o mosto da alimentação e para o mosto fermentado; e determinação de concentração de etanol para o fermento tratado e para o mosto fermentado. Os modelos cinéticos utilizados foram obtidos da literatura, sendo levantado os seis modelos mais utilizados para outros estudos semelhantes a esse. O modelo cinético capaz de melhor se adequar foi o modelo de GHOSE & TYAGI (1979) que descreve as condições como substrato limitante, inibição pelo substrato e inibição linear pelo produto, obtendo um modelo matemático capaz de prever as concentrações de substrato e produto, com média de margem de erro entre os estágios de 38,32% e 4,79%, respectivamente. Tendo em vista que nenhum dos modelos cinéticos utilizados no estudo leva em consideração a variação da concentração de células, os modelos cinéticos não foram capazes de se adequar e prever o processo em função da concentração de leveduras ao longo dos estágios de fermentação.
URI: https://repository.ufrpe.br/handle/123456789/1391
Appears in Collections:TCC - Bacharelado em Engenharia de Alimentos (UAG)

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