Obtenção de Etanol a Partir da Fermentação

Obtenção de etanol a partir da fermentação

Introdução

Registros arqueológicos revelam que os primeiros indícios sobre o consumo de álcool pelo ser humano datam de aproximadamente 6000 a.C. Muitas vezes, ele era até considerado uma substância divina.

A partir da Revolução Industrial, registrou-se um grande aumento na oferta deste tipo de bebida, o que resultou em um maior consumo.

O álcool contido nas bebidas, o etanol, é produzido através de fermentação ou destilação de vegetais como a cana-de-açúcar, frutas e grãos. É um líquido incolor.

Outra larga utilização do etanol é como combustível.

Etanol no Brasil

Com a crise do petróleo, em 1975, foi criado o programa Pró-etanol, que promoveu a implantação de diversas destilarias de etanol em todo o Brasil, visando o uso alternativo deste combustível, substituindo o petróleo e seus derivados.

O governo brasileiro passou a investir bastante no cultivo da cana-de-açúcar a fim de se obter o etanol a partir da fermentação da sacarose.

O Pró-etanol concentrou-se, em sua primeira fase, na produção de etanol anidro, que seria misturado à gasolina.

Já em sua segunda fase, o Pró-etanol passa a produzir de forma predominante o etanol hidratado, que era usado diretamente nos motores.

Vantagens e desvantagens do etanol:

Vantagens:

- O etanol é muito mais limpo em relação aos combustíveis fósseis, e assim polui menos o meio ambiente;

- As plantações de cana-de-açúcar utilizadas na produção do etanol também contribuem para a diminuição de gases poluentes, pois os utilizam na fotossíntese;

- Com o etanol, o Brasil se torna independente da produção estrangeira;

- É um combustível que não possui tecnologia complexa em sua produção.

Desvantagens:

- É um combustível que provoca grande gasto de energia para sua produção;

- Necessita de grande quantidade e amplos terrenos de cultivo para obtenção de matéria prima, o que resulta em maior quantidade de áreas desmatadas para o cultivo da cana-de-açúcar.

Fermentação

A fermentação é um processo anaeróbio (sem participação do oxigênio) feito por leveduras e bactérias para a liberação de energia. Compreende um conjunto de reações controladas por enzimas. Através delas, uma molécula orgânica é degradada em compostos menores, liberando energia. A glicose é uma das substâncias mais empregadas para a fermentação.

*Obs: Os fungos que fermentam também são capazes de respirar aerobiamente, caso haja oxigênio. Com isso, ocorre uma produção de energia bem maior.

 Fermentação Alcoólica 🡪 processo no qual leveduras ou algumas bactérias fermentam açúcares (glicose), produzindo álcool etílico e gás carbônico. 

Etapas:

Glicólise 🡪 cada molécula de glicose é decomposta em duas moléculas de ácido pirúvico, com liberação de hidrogênio e energia (ATP).
O hidrogênio combina-se com moléculas NAD (que são transportadoras de hidrogênio), formando NADH2.

[pic 1]

As duas moléculas de ácido pirúvico são, então, transformadas em álcool etílico (etanol), com a liberação de duas moléculas de CO2 e a formação de duas moléculas de ATP (energia).

[pic 2]

Esse tipo de fermentação é realizado por diversos microrganismos, como, por exemplo, os chamados “fungos de cerveja” (Saccharomyces cerevisiae).

O ser humano utiliza os dois produtos dessa fermentação: o álcool etílico é utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas e como combustível, e o gás carbônico é utilizado na fabricação do pão.

Fórmula da fermentação alcoólica: 1C6H12O6 🡪 2C2H5OH  +  2CO2  +  2ATP

(glicose 🡪 álcool etílico + gás carbônico + energia)

Fermentação Láctica 🡪processo no qual os lactobacilos (bactérias presentes no leite) fermentam e formam o ácido lático. Para isso, eles utilizam a lactose (o açúcar do leite), que é decomposto em glicose e galactose do lado de fora da célula. Depois, esses monossacarídeos entram na célula, onde ocorre a fermentação. Cada molécula do ácido pirúvico é convertida em ácido lático.

 

[pic 3]

A formação do ácido lático gera uma diminuição do pH, o que provoca a coagulação das proteínas do leite, formando o coalho, que é usado na fabricação de iogurtes e queijos.

 Fórmula da fermentação láctica: C6H12O6 🡪 3 C3H6O3 + 2 ATP

(glicose 🡪 ácido lático + energia) 

Fermentação Acética 🡪 consiste na oxidação parcial do álcool etílico pelas acetobactérias, formando o ácido acético.

Basicamente, para a obtenção do ácido acético é feita primeiro a fermentação alcoólica. A partir do álcool etílico obtido, ocorre sua oxidação parcial (reação aeróbia – com presença de oxigênio).

Este processo é utilizado na produção do vinagre comum e do ácido acético industrial. As acetobactérias também provocam o azedamento do vinho e dos sucos de frutas.

Fórmula da fermentação acética: 2 C2H5OH + 2 O2 🡪 2 CH3COOH + 2 H2O                      

(álccol etílico + oxigênio 🡪 ácido acético + água)

Experimento: obtenção de etanol

Objetivo: Obter, através da fermentação, o álcool etílico (etanol).

Materiais:

- 100g de açúcar

- 6 béqueres de vidro

- 100g de farinha de trigo

- 30g de fermento biológico