Relatório comparando a produção de álcool a partir da cana e da mandioca.

1. CENTRO PAULA SOUZA
ETEC DE RIBEIRÃO PIRES
Andrezza Garcia Nº:02
Gabriel Lopes Nº:10
Lucas Wallace Nº:18
Milena Machado Nº:23
Victor Pessutte Nº:29
Walter Nezi Nº:30
TPI II – TECNOLOGIA DOS PROCESSOS INDUSTRIAIS II
PRODUÇÃO DE ÁLCOOL DA MANDIOCA E DA CANA
Ribeirão Pires – São Paulo
03 de Setembro de 2015

2. Andrezza Garcia Nº:02
Gabriel Lopes Nº:10
Lucas Wallace Nº:18
Milena Machado Nº:23
Victor Pessutte Nº:29
Walter Nezi Nº:30
TPI II – TECNOLOGIA DOS PROCESSOS INDUSTRIAIS II
PRODUÇÃO DE ÁLCOOL DA MANDIOCA E DA CANA
Para cada experimento realizado em
laboratório, tanto no curso técnico como
nas empresas, deve-se ser criado um
relatório afim de que nossos superiores
possam sempre estar atualizados sobre o
processo de produção e seus resultados.
Professor: Ricardo Ferreira da Silva
Ribeirão Pires – São Paulo
03 de Setembro de 2015

3. INTRODUÇÃO
A fermentação é um processo de geração de energia em que ocorre a
oxidação incompleta de substancias orgânicas, como o açúcar.
Existem tipos de fermentação, as principais são:
 Fermentação alcóolica, nesta ocorre a formação de etanol e CO2. Na
produção de bebidas alcoólicas o álcool é formado a partir da glicose
presente em certos alimentos. Já no álcool combustível as leveduras
atuarão sobre o melaço da cana de açúcar.
 Fabricação de massas e pães, as leveduras realizam a fermentação e
liberam CO2, e formam bolhas capazes de inflar a massa.

4. OBJETIVOS
Em laboratório, realizar a fermentação do açúcar para obtenção de álcool,
com a finalidade de obter parâmetros de comparação com a produção do álcool da
cana de açúcar e da mandioca.

5. MATERIAIS E REAGENTES
- Mandioca;
-Açúcar;
-Fermento;
-Panelas;
-Colher;
-Faca;
-Água;
-Ácido sulfúrico;
-Papel tornassol;
-Estufa;
-Mangueira de látex;
-Erlenmeyer;
-Manta de aquecimento;
-Balão de destilação;
-Condensador.

6. PROCEDIMENTOS
Para a produção de álcool a partir da mandioca, realizou-se um tratamento
em 2,2 kg da mesma para então realizar a produção.
Preparação da Mandioca
Foi descascada e cortada em pequenos pedaços e até ralada, para então ser
colocada em vasilhas com água para lavagem e remoção de impurezas. Feito isso,
os pedaços de mandioca foram colocados em um liquidificador para moer cada vez
mais, aumentando a área de contato do tubérculo com a enzima que será colocada
posteriormente.
Diluição
É necessário realizar a diluição do amido presente, fazendo com que haja
aproximadamente 4 litros de água, pois a concentração desejada é de 160g de
amido por litro, mas há aproximadamente 300g em 1 kg de mandioca, então,
realizando cálculos:
1Kg
2,2Kg
=
300g
x
⇒ x = 660g
C =
m
V
⇒ 160 =
660
V
⇒ V = 4,13 L
Preparação do Mosto
Feito isso, a mandioca já cortada e a água foram adicionados a uma grande
panela e submetidos ao aquecimento para então realizar a adição de 10mL da
enzima alfa amilase e esta começar a fermentar. Em paralelo a isso, foi pego de
tempos em tempos amostras do mosto para verificar se havia amido presente com a
adição de iodo para tal identificação.
Após o aquecimento, o mosto foi esfriado e teve o pH corrigido, de 6 foi para
4,5 utilizando 11mL de H2SO4, para então adicionar a amido glicosidase, pois ela
trabalha nesse nível de pH e em uma temperatura de 30 a 50ºC.

7. Processo de Fermentação
Feito isso, foi separada duas amostras do mosto, uma de 400mL para
fermentar em um sistema que armazene o gás formado e outro para realizar a
destilação simples da amostra.
Preparação do Álcool de Cana (Açúcar)
Para simular a fermentação de álcool a partir da cana, utilizou-se açúcar.
Utilizando 655g de açúcar para o procedimento (valor que será explicado devido
posteriormente) de fermentação e repetindo o mesmo processo para a preparação
do mosto, com exceção da sacarificação por causa que o açúcar já esta no estado
desejado (forma de glicose).
Determinação de Massa Seca
Foi pega uma amostra da mandioca já descascada, com a massa de 14,49g,
sendo esta denominada de massa úmida. A mesma foi colocada na estufa para
retirar toda a água presente e pesar novamente, para verificar o quanto de umidade
estava presente, determinando consequentemente a massa seca da amostra. O
valor após a secagem na estufa foi de 5,75g, sendo o teor de umidade foi de
aproximadamente 60%.
Destilação das Amostras
O mosto destinado para a destilação foi deixado fermentando por alguns dias
e após isso, foi destilado. Adicionou-se carvão ativado no destilado obtido, para reter
impurezas presentes na amostra e as mesmas foram filtradas. Em seguida, mediu-
se o volume e a densidade das amostras, utilizando um picnômetro e um
alcoômetro.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A fermentação alcoólica é um processo em que substanciais tais como
açúcares são convertidos em energia celular e produção de etanol junto com gás
carbônico. Para o processo se realizar, o amido presente na mandioca (C12H22O11) é

8. transformado em dois açucares, a glicose e a frutose, por meio da hidrólise e de
catalisadores para essa transformação, como a enzima alfa amilase.
+
→ +
Para a determinação de quanto de glicose que foi formada, realizou-se o
cálculo com base na massa real de mandioca (obtida no processo de massa seca)
que foi sacarificada e por meio de cálculos de proporção (estequiometria) com a
reação de formação do etanol, determinou-se o rendimento.
Como em 1kg de mandioca há aproximadamente 300g de amido1
, e o fator de
conversão de amido para glicose é 0,9, sendo assim o teor de glicose em 1 Kg é de
330g, então:
4,13
0,4
=
2200
⇒ = 193
2200 − 193 = 1987
1
1,987
=
330
⇒ = 655
Os 4,13 L é o valor aproximado do volume de água da amostra, mas retirou-
se 400mL da mesma separando-o da fermentação do resto do mosto, para montar
um sistema que armazene o gás formado no processo de fermentação na amostra
de 400mL. O sistema está representado a seguir.
1
Valor que pode ser verificado no artigo “Processamento Industrial de Fécula de Mandioca e
Batata Doce – Um Estudo de Caso M. Leonel, S. Jackey, M.P. Cereda”

9. Figura 1 Fonte própria
O sistema funciona da seguinte maneira: o gás carbônico produzido na
fermentação expulsa um determinado volume de água na proveta, armazenando o
gás do processo. Porém, muito gás seria produzido e para armazenar todo o volume
produzido, seria necessário esvaziar e encher a proveta mais de 100 vezes, pois seu
volume era de 1 L, e pela reação e proporções estequiométricas, o gás carbônico
produzido seria mais de 100 L.
Como foi realizada também a produção de álcool (simulado utilizando
açúcar), nesse procedimento utilizou-se 655g de açúcar para a fermentação. O
processo de produção foi bem mais rápido devido a ausência da etapa de
sacarificação e pela fermentação da cana ser mais rápida.
A reação de fermentação está representada abaixo.
180
655
→
2
92 +
2 ↗
88 ⇒ ≅ 334,8; ≅ 320,2
= ⇒ 0,8 =
334,8
⇒ ≅ ,
1
=
44
320,2
⇒ ≅ 7,277
1
7,277
=
22,4
⇒ ≅ 163

10. A massa teórica de etanol formado em cada processos de fermentação era de
320,2g e o volume de gás carbônico formado em cada um, teoricamente foi de 163L.
O cálculo do rendimento de cada processo de fermentação segue-se abaixo.
Mandioca
 Volume formado: 184 mL
 Medição com alcoômetro: 54 ºGL
 Densidade: 0,88 g/mL
ô
ô á − ô = 53,41 − 28,49 = 24,92
ô á − ô = 53,49 − 28,49 = 25
= ⇒ =
25
28,49
⇒ ≅ ,
á çã
0,54
% á
×
0,79
( ã )
× +
0,46
% á
×
1
( ã )
= ,
 Volume real de álcool: 0,54 x 184 = 99,36 mL
 Rendimento em %:
267,84
99,36
=
100%
⇒ = , %
O rendimento da produção de álcool pela fermentação da mandioca foi de
37,09%. Seguem-se abaixo os dados obtidos da produção do álcool da cana.

11. Cana
 Volume formado: 1000 mL
 Medição com alcoômetro: 15 ºGL
 Densidade: 0,96 g/mL
á çã
0,15
% á
×
0,79
( ã )
× +
0,85
% á
×
1
( ã )
= ,
 Volume real de álcool: 0,15 x 1000 = 150 mL
 Rendimento em %:
= ⇒ 0,8 =
150
⇒ =
334,8
120
=
100%
⇒ ≅ , %
O rendimento da cana foi de 35,84%. A comparação dos dados foi feita, e de
acordo com valores pesquisados em diversos sites2
especializados em relação a
produção de álcool, como o www.novacana.com e a Agência Embrapa, o
rendimento de produção de álcool proveniente da mandioca é maior do que a cana,
porém esta possui maior produtividade em relação a plantação e a colheita.
Segue-se abaixo uma tabela com valores de importância para comparação de
produtividade de ambas as matérias primas.
2
Sites: http://www.novacana.com/estudos/a-evolucao-da-produtividade-da-cana-de-acucar-
160813/;http://www.agric.com.br/producoes/cultivo_da_cana.html;
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/agroenergia/arvore/CONT000fj1ma9r802wyiv802hvm3j8
ubzcro.html

12. Mandioca Cana Unidades
Produtividade 20 90* ton/ha
Produção de álcool
2080 8100 L/ha
104 90 L/t
Tempo de fermentação 36 12 h
* média de 5 cortes, 1 por ano.
Com esses valores, observa-se que economicamente a cana seria mais
viável, apesar do rendimento maior da mandioca. A cana tem maior produtividade o
que a faz ser a escolha certa para o processo de fermentação e produção do etanol.

13. CONCLUSÃO
A produção de álcool provindos de diferentes matérias primas proporcionou
uma visão mais ampla sobre todo o processo de formação de álcool e suas reações.
Utilizando a cana-de-açúcar, e a mandioca foi possível realizar comparações
sobre a viabilidade do uso dos dois tipos de álcool formados.
Além disso, o processo permitiu que fossem observadas todas as reações de
fermentação ocorridas e que resultaram no produto final.