Modelagem fuzzy na produção de bioetanol de capim-elefante

Autores

Palavras-chave:

temperatura, celulase, biomassa, lógica nebulosa, BRS Capiaçu

Resumo

Visando o aumento na sustentabilidade mundial, o mundo busca utilizar fontes renováveis para a produção de energia e poder alterar a matriz energética mundial. Uma biomassa que está se destacando é o capim-elefante para a produção de bioetanol. Em virtude disso, o presente trabalho objetivou analisar os efeitos do uso de diferentes temperaturas, concentração da celulase e porcentagem da biomassa na produção do bioetanol a partir da biomassa do capim-elefante, utilizando modelagem fuzzy. As análises dos efeitos das variáveis de entrada foram realizadas por meio de superfícies tridimensionais e mapas de contorno das variáveis de saída. Tal modelagem visou gerar resultados também em diversos pontos não aferidos experimentalmente, possibilitando assim, analisar todos os cenários para a produção de bioetanol de capimelefante. Em geral, conclui-se, pelas observações de todos os mapas de contorno gerados, que a região próxima a 41°C de temperatura, combinado com concentração da biomassa entre 5 a 16% e uma concentração da celulase entre 9 a 14 FPU/g de biomassa, retornando assim uma melhor resposta da variável biométrica estudada (bioetanol).

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Biografia do Autor

Emmanuel Zullo Godinho, Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Mestrado em Bioenergia e Colégio Agrícola de Toledo - Docente

Graduado em Engenharia Agronômica pela Escola Superior de Agronomia de Paraguaçu Paulista - ESAPP (2003). Mestrando em Bioenergia pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE. Pós Graduação MBA em Gestão Internacional em Agribusiness pela Fundação Getúlio Vargas - FGV (2007). Estudante de licenciatura do curso de matemática pela Universidade Federal Tecnológica do Paraná - UTFPR (termino 2017). Conhecimento dos programas de estatística e modelagem: Statistica, Action, Origin e Maple. Analista Técnico certificado pela Associação dos Analistas e Profissionais do Mercado de Capitais - APIMEC. Certificado como operador de mesa do mercado financeiro pela BM&FBOVESPA. Certificado com CPA 20 pela Associação Brasileira das Entidades dos Mercados Financeiro e de Capitais - ANBIMA (2013). Certificado pela Associação Nacional das Corretoras e Distribuidoras de Títulos e Valores Mobiliários, Câmbio e Mercadorias - ANCORD (2007) como Agente Autônomo de Investimentos. Possui experiência como docente no ensino fundamental, médio, graduação e pós graduação.

Fernando de Lima Caneppele, Universidade de São Paulo - USP

Professor Associado na Universidade de São Paulo - USP, possui graduação em Engenharia Elétrica pelo Centro Universitário da FEI - Faculdade de Engenharia Industrial (1999), mestrado em Agronomia - Energia na Agricultura pela Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP/FCA (2007), licenciatura para Bacharéis e Tecnólogos e Matemática pelo Centro Universitário Nove de Julho - UNINOVE (2008), doutorado em Agronomia - Energia na Agricultura pela Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP/FCA (2011), pós-doutorado pela UNESP (2018) e livre-docência pela Universidade de São Paulo (2020) Atua como professor responsável por disciplinas de graduação junto aos cursos de Engenharia de Biossistemas e Engenharia de Alimentos na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos - USP/FZEA. Atua como professor responsável por disciplinas junto aos Programas de Pós-graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais e Zootecnia na na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos - USP/FZEA. Atua como professor responsável por disciplinas e orientador de mestrado e doutorado junto aos Programas de Pós-graduação em Agronomia - Energia na Agricultura, Agronomia - Irrigação e Drenagem e Engenharia Agrícola na Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP/FCA. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica e atua em Eficiência Energética, Fontes Alternativas e Renováveis de Energia, Estudos da Matriz Energética, Geração de Energia e o Meio Ambiente, Automação Industrial, Instalações Elétricas Industriais e Lógica Fuzzy. Coordena o grupo de pesquisa / laboratório AGROENERBIO - Energia e Simulação na Engenharia de Biossistemas e no Agronegócio - USP/FZEA (Pirassununga-SP). Todos os documentos comprobatórios das atividades estão disponíveis para consulta e devem ser solicitados ao docente.  

Beatriz Sauer Vígaro de Freitas, Colégio Estadual Professor João Queiroz Marques

Possui graduação em Letras - Língua Portuguesa pela Universidade Nove de Julho (2020). Atualmente é professor da educação básica ii do Governo do Estado de São Paulo. Tem experiência na área de Lingüística, com ênfase em Lingüística. Possui interesse em cursar mestrado na área da educação, com linha de pesquisa em defasagem no aprendizado da Língua Portuguesa nas escolas públicas estaduais.

Referências

ADITIYA, H. B. et al. Second generation bioethanol production: A critical review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 66, p. 631-653, 2016.

BASSO, V.; MACHADO, J. C.; LÉDO, F. J. S.; CARNEIRO, J. C.; FONTANA, R. C.; DILLON, A. J. P.; CAMASSOLA, M. Different elephant grass (Pennisetum purpureum) accessions as substrates for enzyme production for the hydrolysis of lignocellulosic materials. Biomass and Bioenergy, v. 71, p. 155-161, 2014.

BLOIS, H. D. et al. Silvicultura: Cenários Prospectivos para Geração de Energia Elétrica. Revista de Gestão Ambiental e Sustentabilidade, v. 6, n. 1, p. 140–159, 2017.

BYRT, C. S.; GROF, C. P. L.; FURBANK, R. T. C4 plants as biofuel feedstocks: optimising biomass production and feedstock quality from a lignocellulosic perspective. Journal of Integrative Plant Biology, v. 53, p. 120-135, 2011.

CANEPPELE, F. de L. et al. Aplicações da lógica fuzzy no desenvolvimento do morango no Oeste do Paraná. Revista Sodebras, v. 16, n. 184, p. 2019-2022, 2021.

CARDONA, E.; RIOS, J.; PEÑA, J.; RIOS, L. Effects of the pretreatment method on enzymatic hydrolysis and ethanol fermentability of the cellulosic fraction from elephant grass. Fuel, v. 118, p. 41-47, 2014.

CASTRO, R. C. A.; ROBERTO, I. C. Selection of a thermotolerant Kluyveromyces marxianus strain with potential application for cellulosic ethanol production by simultaneous saccharification and fermentation. Appl Biochem Biotechnol, v. 172, p. 1553-1564, 2014.

DUTRA, E. D. et al. Alkaline hydrogen peroxide pretreatment of lignocellulosic biomass: status and perspectives. Biomass Conversion and Biorefinery, v. 8, n. 1, p. 225–234, 2018.

GABRIEL FILHO, L. R. A.; CREMASCO, C. P.; PUTTI, F. F.; CHACUR, M. G. M. Application of fuzzy logic for the evaluation of livestock slaughtering. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 31, n. 4, p. 813-825, 2011.

GABRIEL FILHO, L. R. A.; HALMEMAN, M. C. R.; SERAPHIM, O. J.; HALMEMAN, R. J.; CREMASCO, C. P. Aplicação da lógica fuzzy para avaliação da eficiência e racionalidade de usinas sucroalcooleiras. In:

GABRIEL FILHO, L. R. A.; PIGATTO, G. A. S.; LOURENZANI, A. E. B. S. Fuzzy rule-based system for evaluation of uncertainty in cassava chain. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 35, n. 2, p. 350-367, 2015.

GABRIEL FILHO, L. R. A.; PUTTI, F. F.; CREMASCO, C. P.; BORDIN, D.; CHACUR, M. G. M.; GABRIEL, L. R. A. Software to assess beef cattle body mass through the fuzzy body mass index. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 36, n. 1, p. 179-193, 2016.

GODINHO, E. Z. et al. Pré-tratamento hidrotérmico alcalino e alcalino-oxidativo sobre os teores de celulose e lignina em biomassa de capim elefante BRS Capiaçu. Journal of Bioenergy and Food Science, v. 6, n. 3, p. 51–65, 2019.

GÓES, B. C.; GOES R. J.; CREMASCO, C. P.; GABRIEL FILHO, L. R. A. Fuzzy modeling of vegetable straw cover crop productivity at different nitrogen doses. Modeling Earth Systems and Environment, Cham, v. 7, p. 1-7, 2021.

MARTÍNEZ, M. P.; CREMASCO, C. P.; GABRIEL FILHO, L. R. A.; BRAGA JUNIOR, S. S.; BEDNASKI, A. V.; QUEVEDO-SILVA, F.; PADGETT, R. C. M. L. Fuzzy inference system to study the behavior of the green consumer facing the perception of greenwashing. Journal of Cleaner Production, Amsterdam, v. 242, n. 1, p. 116064, 2020.

MOHAPATRA, S. et al. Application of pretreatment, fermentation and molecular techniques for enhancing bioethanol production from grass biomass – A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 78, p. 1007-1032, 2016.

NGUYEN, Q. A.; YANG, J.; BAE, H. J. Bioethanol production from individual and mixed agricultural biomass residues. Industrial Crops and Products, v. 95, p. 718-725, 2017.

PENSRI, B. et al. Potential of Fermentable Sugar Production from Napier cv. Pakchong 1 Grass Residue as a Substrate to Produce Bioethanol. Energy Procedia, v. 89, p. 428-436, 2016.

PEREIRA, A. V.; LEDO, F. J. da S.; MORENZ, M. J. F.; LEITE, J. L. B.; SANTOS, A. M. B. dos; MARTINS, C. E.; MACHADO, J. C. BRS Capiaçu: cultivar de capim-elefante de alto rendimento para produção de silagem. Juiz de For a/MG: Embrapa Gado de leite, 2016. 6p. (Embrapa Gado de leite. Circular Técnica, 79).

PUTTI, F. F.; GABRIEL FILHO, L. R. A.; CREMASCO, C. P.; BONINI NETO, A.; BONINI, C. S. B.; REIS, A. R. A Fuzzy mathematical model to estimate the effects of global warming on the vitality of Laelia purpurata orchids. Mathematical Biosciences, New York, v. 288, p. 124-129, 2017a.

PUTTI, F. F.; GABRIEL FILHO, L. R. A.; SILVA, A. O.; LUDWIG, R.; REMASCO, C. P. Fuzzy logic to evaluate vitality of Catasetum fimbiratum species (Orchidacea). Irriga, Botucatu, v. 19, n. 3, p. 405-413, 2014.

SAMSUDIN, M. D. M.; MAT DON, M. Assessment of bioethanol yield by S. cerevisiae grown on oil palm residues: Monte Carlo simulation and sensitivity analysis. Bioresource Technology, v. 175, p. 417-423, 2015.

SANTOS, C. C. et al. Elephant grass leaves have lower recalcitrance to acid pretreatment than stems, with higher potential for ethanol production. Industrial Crops and Products, v. 111, p. 193–200, 2018.

WAHYUONO, R. A.; HAKIM, M. N.; SANTOSO, S. A. Feasibility Study on the Production of Bioethanol from Tapioca Solid Waste to Meet the National Demand of Biofuel. Energy Procedia, v. 65, p. 324-330, 2015.

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Publicado

2022-04-29

Como Citar

Godinho, E. Z., de Lima Caneppele, F. ., & Sauer Vígaro de Freitas, B. . (2022). Modelagem fuzzy na produção de bioetanol de capim-elefante. Revista Geama, 8(1), 51–56. Recuperado de http://ead.codai.ufrpe.br/index.php/geama/article/view/4799

Edição

Seção

ARTIGOS