Artigo do Projeto:

Obtenção de Etanol a partir da laranja

Autores


 André Vieira Cabussú (UNIFACS, andrecabussu@hotmail.com), Bruna Borges Simões (UNIFACS, brunaa.borges@hotmail.com), Jéssica Cerqueira de Almeida (UNIFACS, jessica-cerqueira@hotmail.com), Priscila de Almeida Castro Berhens (UNIFACS, priii._@hotmail.com), Raísa Chagas de Araújo da Silva (UNIFACS, raisachagas@yahoo.com.br), Raissa Souza Rosa Silva (UNIFACS, rayssa_200@hotmail.com)

Orientador: Márcio Costa (UNIFACS, marcio.costa@hotmail.com

Palavras Chave: Etanol, laranja, sustentabilidade, energia.

Resumo

           
O presente artigo foi elaborado baseando-se nos resultados experimentais obtidos através da produção de etanol a partir da laranja. Nesse trabalho, iremos perceber a importância da busca de novos métodos para a obtenção de álcool, observando as vantagens e desvantagens destes métodos. É de extrema importância a obtenção do álcool etílico a partir de frutas, pois se torna uma alternativa para a produção de combustíveis e energia renovável.  Portanto, o principal objetivo do projeto é obter etanol a partir da fermentação da biomassa residual da laranja, buscando entender a síntese do etanol a partir dos resíduos da mesma.

Introdução

A obtenção do etanol a partir de frutas pode representar um tema de alta relevância para a Engenharia Química, devido à grande preocupação ambiental e a intensa busca por fontes alternativas de energia renováveis.

Utilizamos à laranja, pois esta possui uma quantidade de glicerídeo capaz de se transformar em álcool, tendo um rendimento aceitável. Além disso, o seu consumo gera uma grande quantidade de resíduo (a casca da laranja) que não são utilizados no consumo alimentício, assim podendo ser reutilizadas para produção de etanol.

  A biomassa da laranja se destaca pela alta densidade energética e pelas facilidades de armazenamento e transporte. Implicando num interesse das indústrias na utilização destas fontes de energia, além das semelhanças dos motores e sistemas de produção e energia com utilização de biomassa e os que utilizam energias fósseis.

A utilização deste recurso para substituirmos os combustíveis fósseis traz algumas vantagens como: a diminuição da poluição atmosférica localizada e global, uma maior estabilidade do ciclo do carbono e uma crescente oferta de emprego.

A obtenção de outras fontes de energia é um desafio. A partir daí, buscamos através deste projeto propor uma simulação da obtenção do etanol através da laranja.

Portanto, para a realização desse projeto, há aspectos ligados diretamente a preservação ambiental. Enfatizando a reutilização dos resíduos da laranja, isto pode provocar uma fonte energética bastante importante: o etanol.

Parte Experimental

         Primeiramente, o bagaço da laranja foi triturado em certa quantidade de água. Em um béquer de 500 ml, misturou-se 13,5 g dessa trituração com 1,3 g de fermento biológico. Esta mistura foi colocada em uma garrafa plástica. Foi então preparada uma solução com um pouco de água destilada, 5 g de óxido de cálcio e 50 mL de querosene em um kitassato. Este, que estava parcialmente vedado, foi ligado à garrafa, também parcialmente vedada, através de uma mangueira de látex. Por fim, o sistema ficou em descanso por sete dias para ocorrer a fermentação.

No decorrer dos dias, o sistema foi acompanhado e foi possível perceber a formação do etanol, pois na solução preparada no kitassato, notou-se a formação de um precipitado procedente da reação desta com o gás carbônico liberado na fermentação.

Após os sete dias, foi feita uma destilação simples na mistura de suco de laranja com o fermento biológico. Em seguida, do produto obtido foi coletada uma amostra de 2 mL para verificar a existência do etanol, através do teste de Jones. Para realizar esse teste, esses 2 mL foram misturados com 2 mL de sulfocrômica em um tubo de ensaio. Visando comparar o resultado com água destilada e etanol puro, em um tubo 1 foram colocados 2 mL de sulfocrômica e 2 mL de água destilada. No tubo 2, 2 mL de sulfocrômica e 2 mL de etanol foram misturados.

Figura X. Materiais e resultados do experimento.

           

Resultados e Discussão

Com o sistema da garrafa de plástico acoplada ao kitassato montado, o líquido contido no kitassato subiu devido ao aumento de pressão no sistema. Com isso foi preciso retirar a rolha diariamente para controlar a pressão, prevenindo que o líquido passasse de um recipiente para o outro (refluxo). A fermentação ocorreu nesse sistema durante sete dias.

C6H12O6 → 2C2H5OH+ 2CO2 + 2ATP

                       Etanol

A fermentação dos açúcares contidos na biomassa da laranja libera gás carbônico. Para capturar o mesmo, a mistura de óxido de cálcio e água foi preparada. Essa mistura dissolve o gás carbônico, formando carbonato de cálcio através da reação:

CaO(s) +H2O → Ca(OH)2(s)

Ca(OH)2(s) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O

O produto fermentado foi destilado ocorrendo liberação de álcool a 94ºC. A temperatura de ebulição do álcool etílico é 78,4°C o que comprova que não existia álcool puro. O álcool obtido continha certa quantidade de água que fez aumentar o ponto de ebulição. Fazendo uma proporção temos que:

94º C – 76º C = 18º C

Se para 76º C a concentração de etanol misturado em água equivale a 96ºGL, para 18ºC a mais no tempo de ebulição acarretará numa perda de concentração de:

             76º C ---- 96ºGL

             18º C ---- x

X= 22,73º GL

Logo o produto obtido em laboratório possui uma concentração aproximada de:

96ºGL – 22,73ºGL = 73,27º GL

A verificação de álcool foi feita através do teste de Jones, baseado na oxidação de alcoóis primários e secundário pelo ácido crômico a ácidos carboxílicos e cetonas, respectivamente.

Para comparar e comprovar a existência de álcool, o teste de Jones foi realizado com água destilada, álcool e o produto obtido após a destilação. No tubo com etanol puro observou-se uma coloração azul escuro, com formação de um precipitado. No tudo com água destilada a coloração foi alaranjada. E no tubo com o produto destilado no laboratório a coloração observada foi um tom laranja azulada. Esse resultado faz comprovar que o que obtemos em laboratório é uma mistura de álcool e água, pois a coloração foi uma mistura da coloração dessas substâncias quando analisadas separadamente.

Conclusão

O emprego do etanol como uma fonte alternativa de combustível é de fundamental importância devido a uma menor degradação do meio ambiente causada pelo mesmo. Ou seja, é necessária uma otimização nos meios de produção deste álcool.

Normalmente, a obtenção do etanol está baseada na matéria-prima da cana-de-açúcar. Porém, através de pesquisas observamos que existem outras matérias-primas, como a laranja, a banana e o milho. O motivo pelo o qual utilizamos a laranja foi por esta ser uma matéria prima de fácil acesso e barata, ou seja, possui vantagens quando relacionada para a cana-de-açúcar.

Inicialmente, estimávamos que a obtenção desse combustível com a laranja era semelhante à obtenção com a cana-de-açúcar. Descobrimos com este projeto que com a cana, após a fermentação, o produto obtido recebe o nome de vinho fermentado, e é resfriado, pois há a necessidade de manter uma temperatura baixa e em seguida é que ocorrerá a destilação. Utilizando a laranja, não há resfriamento, reduzindo o tempo do processo.  

Como já foi citado, utilizar a laranja para obter o biocombustível etanol é um procedimento com diversas vantagens. Pesquisas indicam que para abastecer pelo menos 5% do mercado mundial com o álcool combustível, no Brasil, a produção deste deve aumentar em seis vezes. O dobro desta quantidade seria preciso para substituir, mais ou menos, 10% do consumo mundial de gasolina e estima-se que o Brasil pode alcançar esse potencial até o ano de 2025. A Lei n° 11.097/05, aprovada pelo Congresso Nacional em 13 de janeiro de 2005, introduz o biodiesel na matriz energética. O biocombustível como uma nova fonte de energia alternativa.

A energia obtida pela laranja é de grande importância, pois usa parte da eletricidade obtida nas ligações presentes do composto, utilizado pra facilitar a utilização da energia renovável e sustentável.

   A biomassa tem sido muito utilizada como nova fonte de energia na atualidade, muito utilizada como energia térmica, mas de forma muito importante como geradora de energia elétrica.

Agradecimentos

Agradecemos ao coordenador do Projeto Acadêmico e professor Selmo Almeida pela paciência e disposição para esclarecer nossas dúvidas, o que elevou o rendimento do trabalho. Também ao professor Marcio Costa, por nos orientar e esclarecer algumas questões relacionadas ao experimento. Agradecemos à instituição UNIFACS por permitir o nosso crescimento frente ao estudo e pesquisa cientifica.

Referência Bibliográfica

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http://www.solostocks.com.br/venda-produtos/alimentos-bebidas/aditivos-aromas-corantes-alimenticios/fermento-em-po-itaiquara-2kg-79705 Arquivo capturado no dia 13 de maio de 2011 às 20:002 Chavanne, G.; BE 422,877, 1937 (CA 1938, 32, 4313).