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Tecnologia de Biocombustíveis
Bioetanol - O processo
Ana Cláudia Freitas Margarites
Faculdade de Engenharia e Arquitetura
Engenharia Química
Processo produção Etanol
Milho Cana de açúcar Saccharomyces 
cerevisiae
Hidrólise
Fermentação
CO2
Etanol
Pré-tratamento
Material 
lignocelulósico
Microalgas
Matérias-primas para produção Etanol
Milho Cana de açúcar Saccharomyces 
cerevisiae
Hidrólise
Fermentação
CO2
Etanol
Pré-tratamento
Material 
lignocelulósico
Microalgas
Processo de Produção de
Etanol
Etanol - Bioprocesso
+Carboidratos(Açúcares) Etanol CO2
Leveduras
Material açucarado 
(cana de açúcar, 
beterraba)
Material amiláceo
(milho, mandica, 
microalgas)
Material 
lignocelulósico
(bagaço, palha)
Hidrólise Pré-tratamento
Hidrólise
Fermentação
Destilação
Extração Moagem Moagem
Solução açucarada - Mosto
Etanol
Fatores que influenciam processo 
de Fermentação
Qualidade da matéria-prima
Pureza do microrganismos
Controle do pH
Controle da Temperatura
Limpeza de equipamentos
Suplementação de nutrientes
C, H, O, N, P, K, S, Ca e Mg
Essenciais para 
crescimento
Suplementação de nutrientes
C, H, O, N, P, K, S, Ca e Mg
Essenciais para 
crescimento
sais de amônio, uréia
• Separação
• Sólido-Líquido
• Adição nutrientes
• Fontes N, P,...
• Esterilização
• Aquecimento/Autoclave
• Inoculação - Agente fermentação
• Levedura Saccharomyces cerevisiae
• Fermentação Anaeróbica
• 30 ºC , pH 4,5-5,0
Fermentação
Produção de Etanol a partir da cana-de-açúcar
Formas de condução dos processos
Descontínuo 
DESCONTÍNUOS
Vantagens:
» Apresenta menor risco de contaminação (comparado ao 
contínuo);
» Grande flexibilidade de operação, podendo-se usar os 
fermentadores para a fabricação de diferentes produtos;
DESCONTÍNUOS
Desvantagens:
» Se o substrato exercer efeito de inibição, poderá 
ocorrer baixos rendimentos e/ou produtividades.
» Apresenta “tempo morto”, tempo em que o fermentador 
não está sendo usado no processo fermentativo 
propriamente dito, como tempo de carga, descarga e 
lavagem. 
DESCONTÍNUOS
DESCONTÍNUOS
Tempos 
“mortos”
Descontínuo com 
reaproveitamento de inóculo
Descontínuo Alimentado
DESCONTÍNUOS ALIMENTADOS
É definido como um modo de operação no qual
um ou mais nutrientes, ou mesmo todos os
nutrientes são adicionados gradualmente
durante o processo de fermentação e os
produtos formados permanecem no meio até o
tempo final.
DESCONTÍNUOS ALIMENTADOS
Características principais:
» O volume varia durante o decorrer da fermentação 
(embora possa ser pequena variação em alguns casos);
» A vazão de alimentação pode ser constante ou variar com 
o tempo, e a adição de mosto pode ser contínua ou 
intermitente.
» É possível controlar a concentração de substrato na 
fermentação (podendo assim interferir no metabolismo 
microbiano, levando a diferentes perfis de concentração não 
só de substrato, mas também de células e produto). 
DESCONTÍNUOS ALIMENTADOS
Aplicações:
» Prevenção da inibição por substrato.
Evita que elevadas concentrações de substrato causem 
inibições da fermentação.
Exemplo: concentração de glicose superiores a 100 g/L 
podem causar inibição em fermentação 
alcoólica com Saccharomyces cerevisiae).
DESCONTÍNUOS ALIMENTADOS
Aplicações:
» Adequação do processo fermentativo a condições 
operacionais. 
(Exemplos: com o aumento do tamanho das dornas usadas 
nas fermentações alcoólicas, a formação de espuma 
passou a ser um problema devido ao grande volume dos 
fermentadores, entretanto, isso pode ser resolvido com a 
operação em sistema descontínuo alimentado). 
DESCONTÍNUOS ALIMENTADOS
Aplicações:
O processo descontínuo alimentado permite:
- manter baixos níveis de substrato por longos períodos;
- manter a concentração celular constante. 
CONTÍNUOS
Formas de operação no sistema contínuo:
O sistema contínuo é extremamente versátil quanto as
suas várias possibilidades de operação, tais como:
Único 
estágio
Múltiplos
estágios
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Com uma única
alimentação
Com múltiplas 
alimentações
Processo 
contínuo
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Único 
estágio
Múltiplos
estágios
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Com uma única
alimentação
Com múltiplas 
alimentações
Processo 
contínuo
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
CONTÍNUOS
Único 
estágio
Múltiplos
estágios
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Com uma única
alimentação
Com múltiplas 
alimentações
Processo 
contínuo
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
CONTÍNUOS
Com reciclo de células
Único 
estágio
Múltiplos
estágios
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Com uma única
alimentação
Com múltiplas 
alimentações
Processo 
contínuo
Sem reciclo de células
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
CONTÍNUOS
Único 
estágio
Múltiplos
estágios
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Com uma única
alimentação
Com múltiplas 
alimentações
Processo 
contínuo
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
CONTÍNUOS
Único 
estágio
Múltiplos
estágios
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Com uma única
alimentação
Com múltiplas 
alimentações
Processo 
contínuo
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
CONTÍNUOS
Único 
estágio
Múltiplos
estágios
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Com uma única
alimentação
Com múltiplas 
alimentações
Processo 
contínuo
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
Sem reciclo de células
Com reciclo de células
CONTÍNUOS
Eficiência (η) na formação de etanol