Relatórioaula de aula prática produção de etanol - Marco Aurélio

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UNIVERSIDADE SANTO AMARO – UNISA 
Curso: Ciências Biológicas 
 
 
 
 
 
BRUNO FRÕES BERMUDES 
 
 
 
 
PRODUÇÃO DE ETANOL 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – BIOTECNOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2018 
 
 
UNIVERSIDADE SANTO AMARO – UNISA 
Curso: Ciências Biológicas 
 
 
 
 
BRUNO FRÕES BERMUDES 
 
 
 
 
PRODUÇÃO DE ETANOL 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA – BIOTECNOLOGIA 
 
 
Relatório de aula prática – Produção de Etanol - 
Ciências Biológicas da Universidade Santo Amaro, 
da disciplina Biotecnologia, sob a orientação da Prof. 
Marco Aurélio Sivero Mayworm. 
 
 
 
 
São Paulo 
2018 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................ 4 
2. OBJETIVOS ............................................................................................ 5 
3. MATERIAIS E MÉTODOS ...................................................................... 5 
4. RESULTADOS E DISCUSÃO ................................................................. 9 
5. CONCLUSÃO ....................................................................................... 11 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................... 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Nos países industrializados comprometidos com as metas do Protocolo 
de Kyoto, a utilização de biocombustíveis representa uma das formas mais 
efetivas para a redução da emissão dos gases de efeito estufa, associados ao 
consumo energético no setor dos transportes. A elevação do preço do barril de 
petróleo e as questões ambientais associadas à queima de combustíveis fósseis, 
também tem contribuído para que a humanidade coloque a frente à necessidade 
de novas fontes energéticas.1 
Um desses biocombustíveis é o Etanol, um composto também 
conhecido por Álcool comum ou Álcool etílico, no qual, possui uma diversidade 
muito ampla de aplicações, como: Fabricação de remédios, solvente, 
combustível, solvente de tintas, vernizes, bebidas alcoólicas e etc.2 O etanol 
pertence à classe dos álcoois, ou seja, ele é um composto orgânico que possui 
o grupo funcional hidroxila (-OH) preso a um ou mais carbonos saturados.3 
O etanol é um produto que não pode ser encontrado de forma pura na 
natureza e, para produção do mesmo é necessário a extração do álcool de outras 
substâncias. Uma das formas mais simples de se obter é através de moléculas 
de açúcar.4 As principais matérias-primas para a obtenção do etanol são cana-
de-açúcar, milho, aveia, arroz, cevada, trigo e sorgo. O Brasil é um dos maiores 
produtores do mundo de etanol através da cana-de-açúcar, porém, pesquisas 
mais recentes vêm buscando novas fontes e processos para a produção do 
etanol, o bagaço por exemplo, pode ser utilizado para aumentar a produção do 
etanol sem a necessidade de aumentar a área plantada. O bagaço é constituído 
por celulose (polímero de glicose), hemicelulose (açúcares de 5 carbonos) e 
lignina, uma estrutura complexa e compacta que através de um tipod e 
fermentação especifico dão origem ao etanol lignocelulósico, um combustível 
que é considerado uma segunda geração de biocombustíveis.5 A produção e 
etanol deve crescer até quatro bilhões de litros e atingir a marca de 30 bilhões 
de litros na safra de 2018/2019, maior volume já registrado na história.6 
 
5 
 
2. OBJETIVO 
Fermentação e produção de Etanol a partir do caldo da cana-de-açúcar. 
 
 
 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Inicialmente foram separados 100 mL de caldo de cana, e em seguida 
transferidos para um Béquer FIGURA 1. Em seguida, em outro Béquer, foi 
solubilizado 3g de fermento biológico em 10 mL de água destilada com o auxílio 
de um bastão de vidro FIGURA 2. 
 
Figura 1: 100 mL de caldo de cana transferidos para um Béquer. 
6 
 
 
Figura 2: Solubilização do fermento biológico em água destilada. 
 
Após este procedimento, a solução contendo a levedura foi acrescentada 
ao caldo de cana, no qual foi misturado e logo em seguida medido e anotado o 
pH da solução, que foi de 5, FIGURA 3. Por fim, a solução foi transferida para 
um kitassato e fechado com uma rolha FIGURA 4. 
 
Figura 3: Medição do pH da solução de caldo de cana. 
7 
 
 
Figura 4: Transferência da solução para um Kitassato. 
 
Em um tubo de ensaio, foi adicionado à solução de Fenolftaleína 
correspondente a ¾ do volume do tubo, e acrescentado 3 gotas de Hidróxido de 
Sódio (NaOH). Em seguida foi medido e anotado o pH que foi de 12, FIGURA 5. 
Por último foi conectado a mangueira do Kitassato ao tubo de ensaio, e mantido 
ao abrigo de luz por um período de 7 dias. 
 
Figura 5: Tubo de ensaio contendo Fenolftaleína e medição do pH. 
 
Após o período de 7 dias de fermentação, o pH da solução do caldo de 
cana e do tubo de ensaio contendo Fenolftaleína foram medidos novamente e 
anotados para comparação. A mistura fermentada foi então transferida para um 
8 
 
destilador e aquecida a 70ºC, para se obter o álcool através do processo de 
destilação, FIGURA 6. 
 
Figura 6: Destilador utilizado na obtenção do etanol hidratado. 
 
Ao final do processo de destilação, o álcool destilado foi filtrado em um 
Erlenmeyer com o auxílio de um funil contendo Sulfato de Sódio, para a 
eliminação da água residual FIGURA 7. E por fim, uma amostra do álcool 
destilado anidro foi transferido para um gral para realização do teste de 
combustão. 
 
Figura 7: Funil contendo Sulfato de Sódio para eliminação do excesso de água. 
9 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Uma tabela foi elaborada após as medições dos pH para comparação, 
essa tabela se encontra a seguir: 
Tabela 1: Comparação inicial e final entre pH e coloração 
pH Inicial pH Final pH Inicial pH Final
5 4,5 12 7
- - Cor rosa Transparente
Caldo de cana Solução de Fenolftaleína
 
 
A fermentação ocorre devido a utilização das leveduras, sendo a mais 
comum a levedura de Saccharomyces cerevisia. Elas consomem o açúcar 
presente no caldo de cana, quebrando as moléculas de glicose, produzindo 
Etanol e Gás Carbônico.4 Além da produção de Etanol e Gás Carbônico, também 
ocorre a formação de subprodutos da fermentação como: biomassa, glicerol e 
ácidos orgânicos/acidez.7 Isso explica a mudança inicial do pH de 5 para 4,5, 
que ocorreu devido à formação de ácidos orgânicos no processo da 
fermentação. 
A Fenolftaleína é um indicador ácido-base, que tem a propriedade de cor 
em função do pH do meio, ou seja, em meio básico terá uma determinada cor, e 
no meio ácido a sua cor será outra, nesse caso temos a cor incolor em meio 
ácido e rosa intenso em meio básico.8,9 Na preparação do tubo de ensaio 
contendo a fenolftaleína, foi acrescentado algumas gotas de NaOH (Hidróxido 
de Sódio) que apresentou pH básico inicial de 12, o que explica a coloração rosa 
do líquido conforme indicado na tabela. 
Após o período de fermentação de 7 dias, foi observado que o tubo 
contendo fenolftaleína apresentou um pH de 7, e a coloração do tubo estava 
incolor FIGURA 8. Como dito anteriormente, no processo de fermentação além 
do Etanol, também é gerado o Gás Carbônico (CO2). Esse CO2 ao entrar em 
contato com a solução através do tubo inserido, vai se dissolver na água e forma 
uma solução ácida, pois cria o ácido carbônico, conforme mostrado a seguir: 
CO2(g) + H2O(l)→ H2CO3(aq) 
10 
 
Como o meio fica ácido, o pH da fenolftaleína vai caindo até atingir o pH 
final de 7, fazendo com que a coloraçãoinicial que era rosa intenso, fique incolor 
conforme apresentado na tabela.8 
 
Figura 8: Solução de Fenolftaleína após o período de fermentação de 7 dias. 
 
Após o processo de destilação, no qual é um processo de separação dos 
componentes de misturas homogêneas,2 teremos um álcool hidratado cuja a 
composição será de: 96% etanol e 4% de água.3 Para a eliminação desse 
excesso de água, utilizamos o Sulfato de sódio que através de um processo 
denominado “desidratação”, teremos o etanol anidro com graduação alcoólica 
em cerca de 99,5%. Para encerrar o experimento, realizamos o teste de 
combustão, onde o etanol foi colocado em um gral e aceso com o auxílio de 
fósforos FIGURA 9. Como mostrado na imagem, o etanol apresentou uma 
chama azul e facilidade na combustão, mostrando assim seu alto grau de pureza. 
11 
 
 
Figura 9: Teste de combustão do etanol anidro. 
 
 
5. CONCLUSÃO 
 
O processo de fermentação e produção de etanol a partir do caldo de 
cana, apresentou os resultados esperados no decorrer do experimento, 
mostrando de forma simples e eficaz a produção deste biocombustível, 
reforçando assim, a ideia de que podemos reduzir a utilização de combustíveis 
fosseis no setor do transporte, através da utilização de fontes alternativas, 
reduzindo assim, os seus impactos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
1. Lôbo I, Ferreira S, Cruz R. Biodiesel: quality parameters and analytical 
methods. Quim Nova [Internet]. 2009;32(6):1596–608. Available from: 
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-
40422009000600044&script=sci_arttext 
2. FOGAÇA JRV. Processo de produção de álcool. Fabricação e produção 
de álcool - Mundo Educação [Internet]. [cited 2018 May 1]. Available 
from: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/processo-producao-
alcool.htm 
3. SOUZA LA. Produção de Etanol - Brasil Escola [Internet]. [cited 2018 
May 1]. Available from: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/producao-
etanol.htm 
4. Processos de fabricação do etanol [Internet]. [cited 2018 May 1]. 
Available from: https://www.novacana.com/etanol/fabricacao/ 
5. Barros TD. Etanol. [cited 2018 May 1]; Available from: 
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/agroenergia/arvore/CONT0
00fj1fm1eu02wyiv802hvm3jw2v4wj9.html 
6. Produção de etanol deve bater recorde na safra 2018/2019 | Canal Rural 
[Internet]. [cited 2018 May 1]. Available from: 
http://www.canalrural.com.br/noticias/rural-noticias/producao-etanol-deve-
bater-recorde-safra-2018-2019-71676 
7. Ambiental E, Santos C. Coleção UAB−UFSCar. 
8. FOGAÇA J. Aula experimental sobre indicador ácido-base - Brasil Escola 
[Internet]. [cited 2018 May 3]. Available from: 
https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/aula-
experimental-sobre-indicador-acido-base.htm 
9. FOGAÇA J. Indicadores ácido-base. Indicadores de pH - Mundo 
Educação [Internet]. [cited 2018 May 1]. Available from: 
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/indicadores-acido-base.htm