Biocombustíveis: Produzindo Etanol a partir de Material Celulósico

Fonte: Laboratórios de Margaret Workman e Kimberly Frye - Universidade Depaul

Neste experimento, o material celulósico (como talos de milho, folhas, gramíneas, etc.) será usado como matéria-prima para a produção de etanol. O material celulósico é primeiro pré-tratado (moído e aquecido), digerido com enzimas e, em seguida, fermentado com levedura. A produção de etanol é monitorada usando uma sonda de etanol. O experimento pode ser estendido para otimizar a produção de etanol, variando a matéria-prima utilizada, condições de pré-tratamento, variação enzimática, variação de levedura, etc. Um método alternativo de monitoramento da reação é medir o dióxido de carbono produzido (usando um sensor de gás) em vez do etanol. Como alternativa de baixa tecnologia, os medidores de glicose (encontrados em qualquer farmácia) podem ser usados para monitorar a glicose durante o processo, se uma sonda de etanol ou um sensor de gás carbônico não estiver disponível.

Com uma ênfase maior na "aprendizagem baseada em inquéritos", as sondas científicas estão se tornando mais populares. Dispositivos portáteis como o Vernier Lab Quest usado em conjunto com uma variedade de sondas (como as de condutividade, oxigênio dissolvido, tensão e muito mais) permitem menos foco na coleta de dados e/ou na criação de gráficos e mais na análise dos dados e na criação de previsões. Outra vantagem é que estes são pequenos e leves e podem ser levados para o campo para medições.

1. Preparação da amostra

1. Selecione o material celulósico para ser usado como matéria-prima. Podem ser talos de milho, gramíneas, folhas, roupas de cama de estimação ou papel.
2. Usando um moedor de moinho de esferas (ou moedor de café se o moedor de moinho de esfera não estiver disponível), triture matéria-prima em um pó fino sem grandes pedaços restantes.
3. Meça 1,0 g de matéria-prima e coloque em um tubo centrífuga de 50 mL. Rotule o tubo com a matéria-prima escolhida.
4. Rotule um segun

O % etanol na solução será exibido na tela do tablet portátil utilizando o software relacionado à marca do sensor de etanol utilizado(Figura 2).

Resultados representativos do percentual de etanol produzido por diversas matérias-primas podem ser vistos na Tabela 1.

Matéria-prima

Etanol produzido

Serragem

0... Log in or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here Aplicação e Resumo A Lei de Independência e Segurança Energética de 2007 estabeleceu em lei um padrão de combustível renovável. Ele criou uma fase de volumes de combustível renovável começando em 9 bilhões de galões em 2008 e terminando em 36 bilhões de galões em 2022. Desses 36 bilhões, esperava-se que 16 bilhões disso viessem de materiais celulósicos. Para 2014, a proposta original era de 18,15 bilhões de litros de combustível renovável, 1,75 bilhão do que vinha do material celulósico. Infelizmente, com base no v... Log in or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here Tags Valor vazioemiss o 1. Preparação da amostra Selecione o material celulósico para ser usado como matéria-prima. Podem ser talos de milho, gramíneas, folhas, roupas de cama de estimação ou papel. Usando um moedor de moinho de esferas (ou moedor de café se o moedor de moinho de esfera não estiver disponível), triture matéria-prima em um pó fino sem grandes pedaços restantes. Meça 1,0 g de matéria-prima e coloque em um tubo centrífuga de 50 mL. Rotule o tubo com a matéria-prima escolhida. Rotule um segundo tubo de centrífuga de 50 mL como "Controle". Não coloque nenhuma matéria-prima neste tubo. 2. Pré-tratamento Configure um béquer de 500 mL com aproximadamente 400 mL de água em uma placa quente e aqueça para ferver suavemente. Adicione 25 mL de água destilada aos tubos de 2 centrífugas. Redemoinho para misturar. Coloque a tampa nos tubos de centrífugas soltos. Coloque os tubos de centrífugas no béquer cheios de água fervente suavemente. Certifique-se de que a água do banho de água não vaze nos tubos. Deixe ferver por 30 min. Deixe os tubos esfriarem até a temperatura ambiente. 3. Digestão Enzimática Adicione 1 mL de enzima de célulase aos dois tubos. Coloque tubos em uma incubadora a 50 °C por 24 h. Deixe os tubos esfriarem à temperatura ambiente. 4. Fermentação Adicione 1,0 g de levedura ativa (levedura regular do supermercado está ok) a cada um dos tubos de centrífugas. Redemoinho para misturar. Coloque uma câmara de ar em cima do tubo de centrífuga. A câmara de ar permite que o CO2 escape, mantendo a pressão baixa no tubo centrífuga. Coloque os tubos de centrífugas em um rack e coloque em uma incubadora a 37 °C por 24 h. Utilizando um sensor de etanol, meça a concentração de etanol no tubo de controle(Figura 1). Os sensores de etanol podem ser adquiridos através da Vernier ou pasco por aproximadamente US$ 100 cada. Figura 1. Sonda de etanol medindo a concentração de etanol no tubo de controle. Utilizando um sensor de etanol, meça a concentração de etanol no tubo amostral(Figura 2). Figura 2. Tablet portátil exibindo % de etanol. Pular para... 0:00 Overview 1:17 Principles of Biofuel Production 2:46 Sample Preparation 3:52 Enzymatic Digestion and Fermentation 4:55 Applications 7:14 Summary Vídeos desta coleção: Now Playing Biocombustíveis: Produzindo Etanol a partir de Material Celulósico Environmental Science 53.8K Visualizações Identificação de árvores: como usar uma chave dicotômica Environmental Science 81.4K Visualizações Levantamento de Árvores: Método de Amostragem Trimestral Centrada em Pontos Environmental Science 49.6K Visualizações Uso de SIG para Investigar Florestas Urbanas Environmental Science 12.8K Visualizações Células de combustível de membrana de troca de prótons Environmental Science 22.2K Visualizações Testes para alimentos geneticamente modificados Environmental Science 90.1K Visualizações Turbidez e Sólidos Totais em Águas Superficiais Environmental Science 35.9K Visualizações Oxigênio dissolvido em Águas Superficiais Environmental Science 56.0K Visualizações Nutrientes em Ecossistemas Aquáticos Environmental Science 39.2K Visualizações Medição de Ozônio Troposférico Environmental Science 26.5K Visualizações Determinação de NOx no escapamento do automóvel usando espectroscopia UV-VIS Environmental Science 30.4K Visualizações Análise de chumbo do solo usando espectroscopia de absorção atômica Environmental Science 126.2K Visualizações Análise de Carbono e Nitrogênio de Amostras Ambientais Environmental Science 29.6K Visualizações Análise de Nutrientes do Solo: Nitrogênio, Fósforo e Potássio Environmental Science 216.3K Visualizações Análise de Populações de Minhocas no Solo Environmental Science 16.6K Visualizações Privacidade Termos de uso Políticas Entre em contato recomende à biblioteca Newsletter Pesquisa JoVE Journal Coleções de métodos JoVE Encyclopedia of Experiments Arquivo Educação JoVE Core JoVE Science Education JoVE Lab Manual JoVE Quiz JoVE Playlist Faculty Site Autores Visão Geral Processo de Publicação Conselho Editorial Escopo e políticas Revisão por pares Perguntas Frequentes Enviar Bibliotecários Visão Geral Depoimentos Assinaturas Acesso Recursos Conselho Consultivo de Bibliotecas Perguntas Frequentes SOBRE A JoVE Visão Geral Liderança Blog JoVE Help Center JoVE Sitemap Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. 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