Estudo do processo de produção e recuperação de etanol: integração dos processos de fermentação extrativa com dióxido de carbono e recuperação em coluna de absorção

Resumo

O baixo teor de etanol alcançado no vinho é a principal limitação do processo de fermentação alcoólica nas destilarias. O etanol se acumula do caldo fermentativo e atinge níveis tóxicos, agindo como inibidor não competitivo do metabolismo. Uma das formas de contornar este problema é a aplicação da técnica de esgotamento com gases para a remoção do etanol durante a fermentação. Neste trabalho, a integração dos processos de fermentação extrativa com dióxido de carbono e recuperação em coluna de absorção é proposta como forma de reduzir a inibição do produto e aumentar a produtividade e produção globais de etanol no processo. Preliminarmente, os processos de esgotamento e recuperação de etanol serão estudados utilizando soluções hidroalcoólicas. Serão avaliados os efeitos da temperatura da solução (T), vazão específica de dióxido de carbono (f) e concentração inicial de etanol (CE0) no desempenho do processo de esgotamento. Quanto à etapa de recuperação de etanol em coluna de absorção, serão avaliados tipos e concentrações de solventes, tipos de recheio, relação entre vazões mássicas (solvente/gás) e temperatura de operação que levem a maiores valores de eficiência de recuperação de etanol. Fermentações convencionais, extrativas não integradas e extrativas integradas serão realizadas em fermentador tipo coluna de bolhas de 2 L nos modos de operação batelada, batelada alimentada e contínuo. Dados de consumo de substrato (CS), crescimento celular (CX) e produção de etanol (CE) serão estimados durante os cultivos. Ademais, modelagem e simulação serão realizadas para análise do processo com validação do mesmo a partir de resultados experimentais. (AU)