9º Seminário Integrado de Ensino, Pesquisa e Extensão

De 20/05/2013 à 27/05/2013

Influência de co-produtos da fermentação alcoólica sobre a pervaporação de etanol em membrana capilar de PDMS

Universidade da Região de Joinville, UNIVILLE, Joinville, Brasil

Palavras-chave: pervaporação, bioetanol, PDMS

Visando a produção sustentável e de baixo custo, o uso de resíduos de culturas do cultivo de banana para produção de bioetanol tem sido avaliado. Esta aplicação visa à minimização de custos e, portanto, a etapa de separação deve também atender este requisito de forma que não invalide o ganho obtido com aplicação de substratos de baixo custo. Neste sentido, processos de separação por membranas vêm sendo estudados em substituição ou em uso conjunto com o processo convencional, a destilação. Dentre as aplicações de processos de membranas por pervaporação, a separação de componentes orgânicos torna-se cada vez mais importante devido à aplicação em áreas como a recuperação do bioetanol de caldos fermentativos, com o objetivo de reduzir a inibição do álcool, bem como, apresentar alternativa de menor custo energético a processos como a destilação. Apesar da separação ser seletiva para o etanol, estudos demonstram a influência da presença de subprodutos de fermentação como ácidos carboxílicos, acetona, álcoois superiores e, também a concentração de açúcares residuais (glicose), nos resultados do processo de pervaporação. Desta forma, o objetivo deste trabalho consistiu em avaliar a influência na pervaporação de etanol de álcoois presentes em menor quantidade que o mesmo no caldo fermentativo obtido a partir de fruto rejeitado de banana. Para tanto, o fluxo e o fator de enriquecimento foram determinados em experimentos com misturas padrões contendo metanol, isobutanol e álcool isoamílico separadamente e em conjunto com etanol. A unidade de pervaporação utilizada consistiu de um módulo removível de permeação fabricado em PVC, com membranas ocas de PDMS (PAM-PV S 0,01/PAM-Membranas), contendo 50 capilares com área de 0,04 m². A solução padrão a aproximadamente 22 ºC foi alimentada a partir de um reservatório de 3 L, posicionado a montante da membrana, com o auxílio de bomba de engrenagens a 20 L/h. Uma bomba de vácuo acoplada ao conjunto no lado do permeado, forneceu uma queda de pressão para vaporização do etanol e outros componentes. O vapor de permeado foi encaminhado para um banho criogênico a -196 ºC, contendo nitrogênio líquido, para condensação. O líquido retentado foi recirculado para o tanque de alimentação. Os resultados demonstraram que para o sistema analisado, a presença de metanol favorece a pervaporação do etanol, aumentando o fator de enriquecimento. Situação inversa foi verificada em relação ao isobutanol e ao álcool isoamílico.

ISSN: 1808-1665