Resumo
A study was conducted to obtain ethyl alcohol from the maltose-dextrins of cassava by using saccharification and fermentation simultaneously. An incomplete factorial (33) design with three equidistant levels was used: substrate concentration (10; 15 and 20g/l), concentration of the yeast Saccharomyces cerevisiae (10; 15 and 20g/l) and the enzyme amyloglucosidase concentration (500; 1250 and 2000 AGI/l). The experiments were conducted at 35 ± 1oC, initial pH of 4.5 ± 0.1 and 135 ±5 rpm agitation. The productivity (g/l.h) and yield (%) were analysed using response surface methodology with 95% fermentation process development. The results showed that the most contributing variable was the enzyme concentration. Mathematical models were obtained from the data for productivity and yield. A compromising solution between the two responses was developed from the response surface graphs where the yeast concentration was fixed at 15g/l. Likewise the best simultaneously estimated responses within the experimental region are as follows: productivity from 3.28 to 3.32 g/l.h and yield from 88,26 to 89, 72%. Such variations correspond to the following concentration of substrate and enzyme respectively. 127.5 to 132.5 g/l and 1887.5 to 2000 AGI/l. The response surface graphs were of value when economic limitations were imposed by the relation between enzyme and substrate.
A obtenção de etanol, a partir de malto-dextrina de mandioca, foi realizada através do método de sacarificação simultânea à fermentação (SSF). Utilizou-se um delineamento fatorial (33) incompleto de três fatores em três níveis equidistantes: concentração de substrato (100, 150 e 200g/l) nível inóculo de Saccharomyces cerevisiae (10,15 e 20 g/l) e concentração da enzima Amiloglucosidase (500, 1250 e 2000 AGI/1). Os ensaios foram realizados à temperatura de 35 ± 1C, pH inicial de 4,5 ± 0,1 e agitação de 135 ± 5 rpm. As respostas em produtividade (g/lh) e rendimento (%) com 95% de desenvolvimento do processo fermentando, foram analisadas pela metodologia de superfície de resposta. A análise dos dados demonstrou que a variável que mais contribuiu para as respostas foi a concentração de enzima. A partir dos dados experimentais, modelos matemáticos foram obtidos para produtividade e rendimento. A sobreposição de gráficos, de superfície de resposta, onde a concentração de levedura foi fixada em 15g/l, conduziu às condições onde há uma solução de compromisso entre as duas respostas. Assim, as melhores respostas estimadas simultaneamente, dentro da região experimental, são: produtividade de 3,28 a 3,32g/lh e rendimento de 88,26 a 89,27%. Tais variações correspondem aos seguintes valores de concentração de substrato e enzima: 127,5 a I32,5g/l e 1887,5 a 2000 AGI/l, respectivamente.
Resumo
A study was conducted to obtain ethyl alcohol from the maltose-dextrins of cassava by using saccharification and fermentation simultaneously. An incomplete factorial (33) design with three equidistant levels was used: substrate concentration (10; 15 and 20g/l), concentration of the yeast Saccharomyces cerevisiae (10; 15 and 20g/l) and the enzyme amyloglucosidase concentration (500; 1250 and 2000 AGI/l). The experiments were conducted at 35 ± 1oC, initial pH of 4.5 ± 0.1 and 135 ±5 rpm agitation. The productivity (g/l.h) and yield (%) were analysed using response surface methodology with 95% fermentation process development. The results showed that the most contributing variable was the enzyme concentration. Mathematical models were obtained from the data for productivity and yield. A compromising solution between the two responses was developed from the response surface graphs where the yeast concentration was fixed at 15g/l. Likewise the best simultaneously estimated responses within the experimental region are as follows: productivity from 3.28 to 3.32 g/l.h and yield from 88,26 to 89, 72%. Such variations correspond to the following concentration of substrate and enzyme respectively. 127.5 to 132.5 g/l and 1887.5 to 2000 AGI/l. The response surface graphs were of value when economic limitations were imposed by the relation between enzyme and substrate.
A obtenção de etanol, a partir de malto-dextrina de mandioca, foi realizada através do método de sacarificação simultânea à fermentação (SSF). Utilizou-se um delineamento fatorial (33) incompleto de três fatores em três níveis equidistantes: concentração de substrato (100, 150 e 200g/l) nível inóculo de Saccharomyces cerevisiae (10,15 e 20 g/l) e concentração da enzima Amiloglucosidase (500, 1250 e 2000 AGI/1). Os ensaios foram realizados à temperatura de 35 ± 1C, pH inicial de 4,5 ± 0,1 e agitação de 135 ± 5 rpm. As respostas em produtividade (g/lh) e rendimento (%) com 95% de desenvolvimento do processo fermentando, foram analisadas pela metodologia de superfície de resposta. A análise dos dados demonstrou que a variável que mais contribuiu para as respostas foi a concentração de enzima. A partir dos dados experimentais, modelos matemáticos foram obtidos para produtividade e rendimento. A sobreposição de gráficos, de superfície de resposta, onde a concentração de levedura foi fixada em 15g/l, conduziu às condições onde há uma solução de compromisso entre as duas respostas. Assim, as melhores respostas estimadas simultaneamente, dentro da região experimental, são: produtividade de 3,28 a 3,32g/lh e rendimento de 88,26 a 89,27%. Tais variações correspondem aos seguintes valores de concentração de substrato e enzima: 127,5 a I32,5g/l e 1887,5 a 2000 AGI/l, respectivamente.