Do lixo ao gás: Gráficos de contorno mostram como criar o etanol ideal usando resíduos de abacaxi

Na última vez que você cortou um abacaxi, você provavelmente jogou a casca no lixo. Afinal de contas, o que mais poderia ser feito com ela?

Pesquisadores na Malásia descobriram que você pode transformá-la em biocombustível.

A equipe de cientistas usou o Minitab Statistical Software para estudar a fermentação de etanol com aparas de abacaxi. As descobertas sugerem que os detritos de abacaxi podem fornecer uma alternativa aos métodos tradicionais de produção de biocombustíveis.

O etanol é produzido durante o processo de fermentação, quando as leveduras convertem o açúcar em energia. Ele pode ser usado como combustível e é normalmente encontrado na cerveja, vinho e pão.

A equipe de pesquisa trabalhou com a Pineapple Estate (uma plantação em Johor, Malásia, com mais de 1,1 milhões de acres de terras cultivadas com abacaxi) para estudar a produção de etanol usando as cascas dos abacaxis da plantação que eram descartadas.

Para cumprir esse objetivo, os pesquisadores precisavam planejar um experimento para avaliar a influência de algumas variáveis na produção de etanol, usando também o menor número possível de ensaios.

Aqui, o Minitab Statistical Software entra em cena.

Usando o Minitab, a equipe aplicou uma técnica estatística chamada metodologia de superfície de resposta (RSM) para avaliar as interações entre várias variáveis (concentração nível de pH, concentração de açúcar, temperatura e tempo de fermentação da casca de abacaxi) e seu impacto na variável de resposta, a concentração de etanol.

Os pesquisadores definiram valores altos e baixos para criar um intervalo para cada uma das cinco variáveis de entrada. Dentro de cada intervalo, foram atribuídos cinco diferentes níveis de uso para as variáveis no experimento central composto, um projeto experimental comumente usado em RSM.

O experimento projetado permitiu que a equipe medisse o efeito de cada fator no nível de concentração de etanol e que examinasse as interações entre os fatores com o menor número de ensaios experimentais, economizando tempo, artigos de vidro, produtos químicos e mão de obra.

Os cálculos envolvidos no RSM podem ser complicados, mas o Minitab criou gráficos de contorno que facilitam a visualização das configurações de entrada para vários fatores simultaneamente e considerou como eles afetam a resposta.

Por exemplo, no gráfico de contorno abaixo, a região verde mais escura mostra onde a concentração de açúcar e a temperatura podem ser definidas para otimizar a produção de etanol durante a fermentação, dado que a concentração da casca de abacaxi e o nível de pH são fixos nos níveis mais altos de seus intervalos definidos (14% e 6, respectivamente) e o tempo de fermentação é fixo em 30 minutos, seu nível mais baixo.

Gráfico de contorno do etanol

A análise da equipe de pesquisa usando o otimizador de resposta da Minitab mostrou que a concentração ótima de etanol de 8,637% é produzida quando a concentração de açúcar é 22 Brix, a temperatura é 26ºC, a % de casca é 14%, pH é 6 e a fermentação é 30 horas. Essas configurações, combinadas com o conteúdo naturalmente alto de açúcares fermentáveis nas cascas do abacaxi, produziram etanol com um conteúdo de álcool de 0,21%, comparado com o etanol produzido sob condições similares com detritos de banana, cujo conteúdo alcoólico era de 0,035%.

O Minitab Statistical Software facilitou para que os pesquisadores projetassem seu experimento, analisassem seus dados e compreendessem e visualizassem seus resultados.

Os resultados dessa pesquisa sugerem que há benefícios em se resgatar as mais de 550.000 toneladas de cascas de frutas produzidas na Pineapple Estate e podem ter implicações na produção de combustível a partir de outros detritos de frutas.

Essa história foi adaptada de um artigo publicado pela World Academy of Science, Engineering and Technology em dezembro de 2012.  

Ao usar esse site, você concorda com a utilização de cookies para análises e conteúdo personalizado. Leia nossa política

OK