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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/riufal/6904
Tipo: | Dissertação |
Título: | Estudo da modelagem cinética da fermentação alcoólica em batelada de polpa de tomate (Lycopersicon esculentum Mill) |
Título(s) alternativo(s): | Study of the kinetic modeling of alcoholic fermentation in tomato pulp ((Lycopersicon esculentum Mill) |
Autor(es): | Vieira, Rosana Correia |
Primeiro Orientador: | Almeida, Renata Maria Rosas Garcia |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Silva, Carlos Eduardo de Farias |
metadata.dc.contributor.referee1: | Amorim, Eduardo Lucena Cavalcante de |
metadata.dc.contributor.referee2: | Rocha , Martha Suzana Rodrigues dos Santos |
Resumo: | A utilização de polpa de frutas, verduras e hortaliças na formulação de vários produtos representa alternativa de aproveitamento dos mesmos, evitando desperdícios e agregando valor, principalmente a produção de fermentados alcoólicos das polpas e seus resíduos. A fermentação alcoólica compreende um conjunto de reações enzimáticas controladas, ocorre a oxidação anaeróbica parcial dos açúcares, produzindo etanol, como principal produto, gás carbônico (CO2) e liberando energia, através da ação do microrganismo comumente usado, a levedura Sacharomyces cerevisiae. O tomate é uma das hortaliças mais produzidas e consumidas no Brasil e no mundo, sendo consumido in natura ou processado, por conter substâncias antioxidantes como ácido ascórbico, licopeno e compostos fenólicos, que exercem papel preventivo, especialmente contra doenças crônicas não transmissíveis. O objetivo desse trabalho foi a produção de bebida alcoólica fermentada utilizando polpa do tomate e caracterizar a cinética de fermentação através da modelagem da fermentação, estudando-se as variáveis de processo como concentração de inóculo, de sacarose inicial e produção de etanol. Inicialmente foi feita a caracterização físico-química das polpas de tomate, assim como a quantificação dos antioxidantes presentes, valores semelhantes aos encontrados em literatura. Em seguida, foram realizados testes de fermentações em batelada, para avaliar a concentração de inóculo, variando em 1, 3 e 5 g/L, variando também as concentrações de açúcares em 55, 110, 230 g/L e fixando as condições de fermentação em pH de 5,5, 20 g/L de concentração de polpa à temperatura de 30°C. Foram assim identificadas as melhores condições do processo, em torno de 230 g/L de açúcar e 5 g/L de inóculo, produzindo-se um vinho dentro das normas brasileiras, com 101,5 g/L de concentração de etanol e 99,5% de eficiência de fermentação. Em relação a modelagem cinética, os resultados mostraram que as constantes cinéticas obtidas (µmáx)situam-se entre 0,2-0,5 dia-1 e valor da constante de semi-saturação (Ks) teve um valor médio 7,47 ± 0,18 g/L, mostrando que a fermentação ocorreu de forma lenta, com, em torna de 4 dias quando alcança a fase estacionária, possibilitando o fornecimento de parâmetros que auxiliam no estudo de um modelo representativo do uso dessa biomassa na obtenção de sua bebida fermentada o qual foi descrito com eficiência pelo modelo de Monod. As taxas de consumo de substrato e a produtividade de etanol obtiveram valores máximo com 5 g/L inicial de inóculo e com 230 g/L inicial de açúcarde 4,545 g/(L h) e produto 1,39 g/(L h), respectively. Em relação a inibição por substrato, testando-se o modelo de Andrews, foi obtido uma pequena interferência por substrato, resultando em um KI elevado (508,16 ± 5,16 g/L), sendo assim o modelo de Monod o mais indicado para esse tipo de fermentação. |
Abstract: | A utilização de polpa de frutas, verduras e hortaliças na formulação de vários produtos representa alternativa de aproveitamento dos mesmos, evitando desperdícios e agregando valor, principalmente a produção de fermentados alcoólicos das polpas e seus resíduos. A fermentação alcoólica compreende um conjunto de reações enzimáticas controladas, ocorre a oxidação anaeróbica parcial dos açúcares, produzindo etanol, como principal produto, gás carbônico (CO2) e liberando energia, através da ação do microrganismo comumente usado, a levedura Sacharomyces cerevisiae. O tomate é uma das hortaliças mais produzidas e consumidas no Brasil e no mundo, sendo consumido in natura ou processado, por conter substâncias antioxidantes como ácido ascórbico, licopeno e compostos fenólicos, que exercem papel preventivo, especialmente contra doenças crônicas não transmissíveis. O objetivo desse trabalho foi a produção de bebida alcoólica fermentada utilizando polpa do tomate e caracterizar a cinética de fermentação através da modelagem da fermentação, estudando-se as variáveis de processo como concentração de inóculo, de sacarose inicial e produção de etanol. Inicialmente foi feita a caracterização físico-química das polpas de tomate, assim como a quantificação dos antioxidantes presentes, valores semelhantes aos encontrados em literatura. Em seguida, foram realizados testes de fermentações em batelada, para avaliar a concentração de inóculo, variando em 1, 3 e 5 g/L, variando também as concentrações de açúcares em 55, 110, 230 g/L e fixando as condições de fermentação em pH de 5,5, 20 g/L de concentração de polpa à temperatura de 30°C. Foram assim identificadas as melhores condições do processo, em torno de 230 g/L de açúcar e 5 g/L de inóculo, produzindo-se um vinho dentro das normas brasileiras, com 101,5 g/L de concentração de etanol e 99,5% de eficiência de fermentação. Em relação a modelagem cinética, os resultados mostraram que as constantes cinéticas obtidas (µmáx)situam-se entre 0,2-0,5 dia-1 e valor da constante de semi-saturação (Ks) teve um valor médio 7,47 ± 0,18 g/L, mostrando que a fermentação ocorreu de forma lenta, com, em torna de 4 dias quando alcança a fase estacionária, possibilitando o fornecimento de parâmetros que auxiliam no estudo de um modelo representativo do uso dessa biomassa na obtenção de sua bebida fermentada o qual foi descrito com eficiência pelo modelo de Monod. As taxas de consumo de substrato e a produtividade de etanol obtiveram valores máximo com 5 g/L inicial de inóculo e com 230 g/L inicial de açúcarde 4,545 g/(L h) e produto 1,39 g/(L h), respectively. Em relação a inibição por substrato, testando-se o modelo de Andrews, foi obtido uma pequena interferência por substrato, resultando em um KI elevado (508,16 ± 5,16 g/L), sendo assim o modelo de Monod o mais indicado para esse tipo de fermentação. |
Palavras-chave: | Hortaliça - Condições de fermentação Modelagem cinética Fermentação alcoólica -Tomate Microbiologia industrial e química. Vegetable Fermentation conditions Fermented alcoholic beverage |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | VIEIRA, Rosana Correia. Estudo da modelagem cinética da fermentação alcoólica em batelada de polpa de tomate (Lycopersicon esculentum Mill). 2020. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Instituto de Química e Biotecnologia, Programa de Pós Graduação em Engenharia Química, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/6904 |
Data do documento: | 21-fev-2020 |
Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC |
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