Estudo dos parâmetros reacionais na formação de álcool isoamílico e isobutanol em microdestilaria

Abstract

A indústria da cana-de-açúcar brasileira destaca-se mundialmente pela matéria-prima utilizada na produção de etanol e pelo aproveitamento dos resíduos gerados nesse processo. Um dos poucos subprodutos que ainda não é reaproveitado pela própria indústria é o óleo fúsel, uma mistura de álcoois superiores formados durante a fermentação, sendo seus principais componentes o álcool isoamílico e o isobutanol. Embora a presença desses álcoois no mosto fermentado seja prejudicial ao processo de destilação e à qualidade do etanol, eles têm vasta aplicação na indústria da química fina. A quantidade e a qualidade do óleo fúsel produzido dependem, entre outros fatores, da matéria-prima e das condições de fermentação. Estima-se que na safra 2022/2023 a produção média de óleo fúsel a partir de melaço tenha alcançado 72,28 milhões de litros, considerando uma média de 2,5 L para cada 1000 L de etanol produzido. Esse alto volume de produção, aliado ao baixo valor de venda e ao elevado teor de álcool isoamílico, justifica o crescente interesse em pesquisas sobre o aproveitamento desse subproduto. Diante desse contexto, este trabalho teve como objetivo investigar o efeito dos parâmetros reacionais pH, suplementação e refrigeração na formação de álcool isoamílico e isobutanol durante a fermentação de mosto de melaço em uma microdestilaria, sem comprometer a produção de etanol. As fermentações foram realizadas em batelada alimentada com mosto a 25 °Brix e 25% v/v de fermento comercial seco, com duração de 10 h. Foi utilizado um planejamento fatorial 23 para avaliar os efeitos dos fatores estudados e suas interações sobre as variáveis resposta: eficiência de fermentação (nf), eficiência de processo (np), produtividade em etanol (PE), fator de conversão substrato em células (YX/S), produção de álcool isoamílico (A), produção de isobutanol (B) e razão A/B entre esses álcoois. Para a análise estatística dos dados, foram aplicados a análise de variância (ANOVA) e o teste de Tukey para comparação das médias. Os resultados indicaram um bom desempenho do processo fermentativo nas diferentes condições de fermentação, com destaque para as condições 3, 4 e 5. As interações entre os fatores avaliados influenciaram significativamente a formação de álcool isoamílico e isobutanol, além da razão A/B entre esses compostos.