Granulometric study of bean straw residue for beneficial effect in the process of obtaining bioethanol

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i9.7891

Keywords:

Granulometry; Acid hydrolysis; Contact surface; NBR NM 248: 2001.

Abstract

Beans are a food present all over the world and, mainly, in the Northeast region for its diversified cuisine. As it is a raw material already cultivated in the Potiguar region and for a predominantly familiar agriculture, the residues formed by its straws, often have a correct or appropriate disposal. Thus, the present research analyzes the bean straw as a source for the generation of bioethanol, a cleaner, less toxic and renewable type of biofuel, compared to those derived from fossil fuels, in addition to proposing a use for this lignocellulosic biomass with less aggression to the environment. In this context, the work aims to employ the granulometric test in order to find a better contact surface between the particles of this biomass that provides an increase in the percentage of production in fermentable sugars, as well as to apply the acid hydrolysis technique as an essential tool for the production of bioethanol. The methodology followed was based on literature review and experimental tests. The use of the granulometric procedure and acid hydrolysis contributed to an increase in the sugar content in the bean straw sample, which was around 400% when compared to its initial sample (white sample), thus having great potential for alcohol production, becoming a promising source of energy.

Author Biographies

Karina Estrela Egídio, Universidade

Estudante de Graduação do Curso Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia

Breno Eduardo Carlos, Universidade Federal Rural do Semi-Árido

Estudante de Graduação do Curso Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia

Marcelo Nascimento de Morais Oliveira, Universidade Federal Rural do Semi-Árido

Graduado em Licenciatura em Ciências Exatas na Universidade Estadual da Paraíba com Habilitação Plena em Química com Especialização em Metodologia do Ensino de biologia e química

Ricardo Paulo Fonseca Melo, Universidade Federal Rural do Semi-Árido

Graduado em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte com Doutorado em Engenharia Química

Cláwsio Rogério Cruz de Sousa, Universidade Federal Rural do Semi-Árido

Graduação em Engenharia de Materiais pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte com doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais pela UFRN.

Shirlene Kelly Santos Carmo, Universidade Federal Rural do Semi-Árido

Graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal de Campina Grande com Doutorado em Engenharia Química

References

Ávila, I., Crnkovic, P. M., & Milioli, F. E. (2007). Determinação dos parâmetros de arrhenius da reação de sorção do dióxido de enxofre por calcário. Revista Química Nova, 30 (4).

Brasil. (2007). Biocombustíveis: 50 perguntas e respostas sobre este novo mercado. Petrobrás: Rio de Janeiro.

Calixto, G. Q. (2016). Caracterização energética e avaliação dos produtos da pirólise rápida de resíduos agrícolas regionais. Monografia para graduação em Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Rio grande do Norte, Brasil.

Campioni, T. S., Coral, J. D., Goelzer, F. D., Karp, S. G., Letti, L. A. J., Maceno, M. A. C., Rodrigues, C., Sobral, K. C. A., Soccol, C. R., & Woiciechowski, A. L. (2016) Biotecnologia aplicada à agro & indústria: Fundamentos e aplicações. 4.

Carvalho, L. L. M. (2016). Estudo da hidrólise e fermentação dos resíduos de milho (Zea mays) para produção de etanol de segunda geração. Dissertação de mestrado em Engenharia química, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, Alagoas, Brasil.

Chemmés, C. S., Silva, F. C., Souza, L. S., Junior, R. A. A., & Campos, L. M. A. (2013). Estudo de métodos físico-químicos no pré-tratamento de resíduos lignocelulósicos para produção de etanol de segunda geração. Revista unifaes, 12.

Coêlho, J. D. (2019). Produção de grãos – feijão, milho e soja. Escritório Técnico de Estudos Econômicos do Nordeste – ETENE, 4 (81).

Companhia Nacional de Abastecimento. (2019). Perspectivas para a agropecuária. Brasília: Conab, 1.

Kumar, P., Barrett, D. M., Delwiche, M. J., & Stroeveet; P. (2009). Methods for Pretreatment of Lignocellulosic Biomass for Efficient Hydrolysis and Biofuel Production. Disponível em: https://ucanr.edu/datastoreFiles/234-1388.pdf.

Lima, C.F. (2014). Introdução a cinética química. Recuperado de https://www.researchgate. net/publication/268146572_Introducao_a_Cinetica_Quimica, 20, nov. 2020.

Lopes, M. L., Lima, S. C., Godoy, P. A., Cherubin, R. A., Lorenzi, M. S., Giometti, F. H. C., Bernardino, C. D., Neto, H. B. A., & Amorim, H. V. (2016). Produção de etanol no Brasil: uma ponte entre ciência e indústria. Revista brasileira de microbiologia, 47 (1), 64-76.

Lopes, R. C. (2018). Valor nutritivo e degradabilidade in situ da matéria seca de silagens de capim- elefante aditivadas com casca de vagem de feijão- comum. Monografia para graduação em Zootecnia, Universidade Federal do Maranhão, Chapadinha, Maranhão, Brasil.

Mancini, S. D., & Zanin, M. (2002). Influência de Meios Reacionais na Hidrólise de PET Pós-Consumo. Revista Polímeros. 12 (1).

Marani, P. F., Oliveira, T. A. L., & Sá, M. B. Z. (2017). Concepções sobre Cinética Química: a influência da Temperatura e da Superfície de Contato. ACTIO: Docência em ciências, 2 (1), 321-341.

Morais, A. P. S., & Broetto, F. (2012). Pré-hidrólise ácida de bagaço de cana-de-açúcar e sua caracterização físico-química. Revista Energia na Agricultura, 27 (4), 01-12.

Morais, J. P. S., Rosa, M. F., & Marconcini, J. M. (2010). Procedimentos para análise lignocelulósica. Campina Grande: Embrapa.

Mota, C. J. A., & Monteiro, R. S. (2013). Química e sustentabilidade: novas fronteiras em biocombustíveis. Revista química nova. 36 (10).

Mota, J.C. Almeida, M. M., Alencar, V. C., & Curi, W. F. (2009). Impactos e benefícios ambientais, econômicos e sociais dos biocombustíveis, 6 (3), 220-242.

NBR NM, Norma Brasileira 248. (2001). Agregados – Determinação da composição granulométrica.

Oliveira, A. P. S. (2017). Desempenho da palha de feijão como meio filtrante no tratamento da água residuária da suinocultura. Diversidade e Gestão, 1(2), 198-206.

Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil.

Pompelli, M. F., Jarma O., Alfredo, J., Oliveira, M. T., Rodrigues, B. R. M., Barbosa, M. O., Santos, M. G., Oliveira, A. F. M., & Almeida-Cortez, J. S. (2011). Crise energética mundial e o papel do Brasil na problemática de biocombustíveis. Revista Agronomia Colombiana, 29 (2), 231-240.

Rabelo, E.A. (2018). Palhas de milho e de feijão como co-substratos na digestão anaeróbia de esterco bovino leiteiro. Dissertação de mestrado em agronomia, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brasil.

Rodrighero, M. B., Barth, G., & Caires, E. F. (2015). Surface application of lime with different magnesium contents and particle sizes under a no-till system. Revista Química Nova, 39 (6).

Sá, V. A., & Bianchi, M. L. (2015). Métodos de pré-tratamentos da biomassa lignocelulósica para produção de bioetanol. II Congresso Brasileiro de Ciência e Tecnologia da Madeira, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil.

Santos, M. F. R. F., Borschiver, S., & Couto, M. A. P. G. (2011). Iniciativas para o uso da biomassa lignocelulósica em biorrefinarias: a plataforma sucroquímica no mundo e no Brasil. Economia & Energia.

Silva, L. L. (2017). Cinética química: Conceitos e aplicações de alguns experimentos em laboratórios. Monografia, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás, Inhumas, Goiás, Brasil.

Viriato, C. L. (2015). Influência da granulometria e da concentração de sólidos totais na codigestão anaeróbia de resíduos orgânicos. Revista de estudos ambientais, 17 (1), 6-15.

Published

08/09/2020

How to Cite

EGÍDIO, K. E. .; CARLOS, B. E. .; OLIVEIRA, M. N. de M. .; MELO, R. P. F. .; SOUSA, C. R. C. de .; CARMO, S. K. S. . Granulometric study of bean straw residue for beneficial effect in the process of obtaining bioethanol. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 9, p. e827997891, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i9.7891. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/7891. Acesso em: 19 nov. 2024.

Issue

Section

Engineerings