BIOCOMBUSTÍVEIS
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES
Módulo | 3 Capítulo | Biocombustíveis Autor | Juliana Bueno da Silva MiniCV |
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_____________________________________________________________________________________________ SUMÁRIO 1 ATIVIDADES COMPLEMENTARES ....................................................... 1 1.1 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 01 ................................... 1 1.2 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 02 ................................... 3 1.3 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 03 ................................... 5 1.4 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 04 ................................... 7 1.5 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 05 ................................... 9 2 APÊNDICE ...................................................................................... 11 2.1 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 01 ............ 11 2.2 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 02 ............ 13 2.3 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 03 ............ 14 2.4 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 04 ............ 16 2.5 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 05 ............ 18
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES
1.1 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 01 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 01) Qual de levedura é a mais utilizada para o processo de fermentação alcoólica? 02) Qual a quantidade de sólidos solúveis presente num caldo de cana que apresenta 15º Brix? O que representa os sólidos solúveis? 03) Exemplifique o processo de extração do caldo de cana através de um fluxograma. 04) Descreva o processo de tratamento do caldo por sulfitação. 05) Explique o processo de calagem e a sua importância do processo de calagem 06) Indique a ordem correta das etapas da clatificação do caldo: ABCD-
Aquecimento – Peneiramento- Sulfitação – Calagem. Peneiramento – Aquecimento – Sulfitação – Calagem. Aquecimento – Peneiramento – Calagem – Sulfitação. Aquecimento – Calagem – Sulfitação - Peneiramento. 07) Qual a importância do processo de clarificação para o tratamento do caldo? 08) Explique qual é a importância do processo de aquecimento do caldo, durante a etapa de clarificação? 09) Indique no fluxograma a ordem das principais operações unitárias para obtenção do caldo de cana, envolvendo: calagem , sulfitação, moagem, obtenção do caldo, decantação, filtração.
10) Faça associação entre os termos e a ordem que são obtidos durante Página 1
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o processo:
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1.2 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 02 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 01) Assinale a alternativa correta com relação ao processo de produção do açúcar: a- Para a sacarose ser cristalizada o caldo precisa estar em uma concentração de 60°Brix b- O açúcar mascavo é sempre classificado como açúcar orgânico. c- Após o processo de obtenção do caldo, o mesmo deve passar por cozimento para ser concentrado de 14 a 18°Brix para 60°Brix. d- Para separar os creistais de sacarose do mel, é necessária a etapa de centrifugação. e- As respostas c e d estão corretas. 02) O que significa a sigla ICUMSA? Para que é utilizada? 03) Qual a diferença do mel rico e do mel pobre? 04) É correto afirmar que: a- O processo de fermentação alcoólica ocorre apenas com xarope, devido a sua alta pureza e concentração de sacarose. b- Existem destilarias que usam apenas o melaço, ou mel pobre, para o processo de fermentação alcoólica, uma vez que o mel rico é melhor aproveitado para a fabricação do açúcar. c- A utilização do melaço, xarope ou mistura de melaço e xarope, como substrato da fermentação, variam de acordo com as leis de mercado, definidas pelo preço do açúcar e do etanol. d- O mel pobre, após ser separado dos cristais de açúcar, pode ser aproveitado para a fabricação do açúcar invertido. e- Apenas as respostas b e c estão corretas.
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05) Assinale a alternativa incorreta: a- Pé-de-cuba é denominado a mistura de levedura, vinho e solução de ácido sulfúrico, preparada para iniciar outro ciclo fermentativo. b- O processo de fermentação alcoólica brasileiro apresenta inúmeras peculiaridades, dentre elas, a etapa de tratamento ácido do fermento antes de se iniciar novo ciclo fermentativo. c- A etapa de tratamento ácido, a qual é submetida o fermento, faz-se necessária para eliminar as células não viáveis de levedura. d- O processo de fermentação alcoólico pode ser feito em bateladas simples, batelada alimentada e em fermentação contínua. e- O álcool é apenas um metabólito que a levedura excreta para garantir a sua produção energética e se manter viável em meios anaeróbicos. 06) Escreva abaixo a reação da fermentação alcoólica. 07) Explique as vantagens e as desvantagens das dornas fechadas e abertas utilizadas pelas destilarias. 08) Complete a frase: No final do processo fermentativo, a _______ é _________, e o _______ é separado do ________. O _______ passará pelo processo de ________ para obtenção do etanol. 09) Quais métodos são utilizados para conter o índice de contaminação no processo e evitar maiores perdas de rendimento? 10) Além do álcool hidratado, quais outros produtos podem ser obtidos da etapa de destilação?
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1.3 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 03 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 01) Faça uma breve pesquisa sobre os biocombustíveis e descreva em algumas linhas sobre as vantagens de sua utilização e compare os impactos ambientais gerados a partir dos combustíveis fósseis e dos biocombustíveis. 02) O que é uma reação exotérmica? E como se caracteriza uma combustão? 03) Correlacione o conceito de variação de entalpia com energia de um combustível? 04) Indique qual das reações abaixo representa a completa e a reação incompleta: A- CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O (l) ΔH = - 802 kJ/mol B- CH4(g) + 3/2 O2(g) → CO(g) + 2H2O(l) ΔH = - 520 kJ/mol CH4(g) + O2(g) → C(s) + 2H2O(l) ΔH = - 408,5 kJ/mol 05) Quais são as desvantagens de uma reação de combustão incompleta e por que elas ocorrem? 06) “O potencial de energia renovável no Brasil é imenso, em especial de origem de resíduos de biomassa, solar e eólica. A extensiva disponibilidade de resíduos de biomassa no Brasil coloca o país em uma posição favorável para expandir sua capacidade produtiva de bioenergia. Além disso, o alto custo de energia da rede e incidência de impostos viabiliza a produção de energia mesmo em micro e pequena escalas” (Fonte: www.ekosbrasil.org.br). Detalhe uma fonte de biomassa renovável brasileira e os possíveis combustíveis gerados a partir dela.
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07) A biomassa é transformada em combustível por meio dos processos de pirólise, co-combustão, combustão e gaseificação. Associe os quadros abaixos com os seguintes processos.
Pirólise
Transformação da matéria orgânica em gases.
Co-combustão
Processo de decomposição da matéria orgânica.
Combustão
Reação de queima de uma mistura de combustível.
Gaseificação
Reação exotérmica de um composto que libera energia denominada combustível.
08) Como o biogás é produzido? 09) Dentre as formas de produção de energia, é incorreto afirmar que: a. As plantas produzem energia através da fermentação da sacarose. b. A biomassa é utilizada para produzir energia através de sua combustão. c. A combustão e a co-combustão da biomassa ocorre na presença de oxigênio. d. A biomassa pode ser transformada em energia através da pirolise, gaseificação e combustão. e. Alternativa a. 10) Qual a diferença entre os processos da pirólise e a gaseificação.
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1.4
ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 04
01) De acordo com a composição do biogás obtido da decomposição anaeróbica da biomassa, é incorreto afirmar que: a. O Metano representa entre 50 a 70% do volume. b. O dióxido de carbono representa até 50%. c. O hidrogênio, oxigênio e nitrogênio representar até 20% do volume. d. O nitrogênio representa até 7% do volume. e. Aterros e lixões podem ser utilizados para produzir o biogás. 02) Esquematize
um sistema de
produção de
biogás através
de
biodigestores. 03) Quais os fatores que influenciam o processo de produção de biogás no biodigestor: a. A presença de oxigênio b. A temperatura c. O pH d. A presença de carbono e. O teor de água 04) Descreva o processo de obtenção de biodiesel através da reação de transesterificação. 05) Qual a diferença entre os combustíveis biodiesel e o diesel, derivado do petroleo? 06) Como ocorre a produção do etanol? 07) Explique
o
que
são
carboidratos
fermentescíveis
e
não
fermentescíveis.
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08) Qual a principal fonte de carbono para o processo de fermentação alcoólica brasileiro? 09) Pesquise sobre o processo de fermentação de 2ª. Geração e relate algumas das principais dificuldades intrínseca à ele. 10) Cite algumas das matérias primas mais abundantemente utilizadas para a fermentação etanólica.
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1.5 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 05 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 01) Classifique os compostos orgânicos de acordo com sua origem, natural ou sintetica. a. Celulose b. polietileno c. sacarose d. poliéster e. poliuretano 02) Para
os
compostos
organicos
abaixo,
identifique
as
colunas
correspondentes a sua estrutura molecular.
a. Alcanos
b. Ciclanos
c. Alcenos d. Alcinos 03) Em que consiste o processo de destilação e por que ele é utilizado na indústria petrolífera? 04) Esquematize o processo de refino de petróleo para a obtenção de seus derivados químicos. 05) Para os monômeros da tabela abaixo, identifique os polímeros de adição. Página 9
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a. Etileno b. Propileno c. PVC d. Borracha 06) Assinale a alternativa correta: A- Os biopolímeros, assim como os polímeors de petróleo, são obtidos sinteticamente por reações de condensação. B- O Nailon, é um polímero formado pelo monômero de etileno glicol. C- O isopor é um biopolímero que se caracteriza por ser um isolante térmico. D- A borracha fria e a borracha natural diferem-se em seus monômeros de origem. 07) O que são polímeros de adição e de condensação? 08) O Eteno ou etileno é um monômero muito aplicado industrialmente. Site algumas dessas aplicações. 09) Faça uma pesquisa a respeito dos biopolímeros e site algumas fontes, e em que tipo de industria ele pode a vir substituir os polímeros sintéticos.
10) Explique o processo de craqueamento do petróleo.
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APÊNDICE 2.1 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 01 01)
Saccharomyces cerevisiae
02) 15 gramas de sólidos soluveis em 100 ml de solução. Os sólidos solúveis, determinado como grau Brix, é uma maneira indireta de medir a quantidade de açúcares totais presentes no caldo de cana. 03)
04)
O caldo após a extração nas moendas é direcionado às peneiras para
filtração e segue para os aquecedores, que aumentam a temperatura do caldo para 50 a 70 °C. Depois é bombeado para as colunas de sulfitação em contracorrente com o gás sulfuroso, até pH 4 a 5, obtendo o ácido sulfuroso na solução, o qual tem como propriedade, remover os compostos colorantes e flocular os colóides presentes na solução. 05)
A calagem é um processo em que se adiciona de oxido de cálcio ao
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caldo, por meio do leite de cal. Esse é previamente misturado a água e depois ao caldo para elevar o pH em torno de 7. Quando o caldo recebe o cal, os ácidos orgânicos são eliminados por coagulação e precipitação, na forma de sulfito de cálcio, arrastando as impurezas. É importante um cuidado nessa etapa para que o caldo não fique acido, com uma aparência turva, que caracteriza a perda de açúcar por inversão. 06)
B
07)
Retirar, ao máximo, o maior número de impurezas, como pigmentos
de cor e impurezas em suspensão, que são interferentes para a fabricação de açúcar e álcool. 08)
O aquecimento tem por finalidade diminuir a carga microbiana
microbiana, assim como diminuir a viscosidade para o processo de filtração e decantação. 09)
Moagem- Caldo – Peneiragem – Sulfitação – Caleação – Aquecimento
– Decantação – Filtração. 10)
1. Caldo Misto. 2 Sulfitado, 3. Clarificado, 4. Filtrado.
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2.2
GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 02
01)
E.
02)
ICUMSA é um método internacional de padronização de análise se
açúcar. Na industria de açúcar ela é utilizada para classificar a qualidade do açúcar de acordo com a sua coloração. 03)
O mel rico é o mel obtido após a primeira etapa de cristalização, cujo
novamente é cozido cristalizado. O mel pobre é o mel obtido após a segunda etapa de cristalização e será aproveitado para a fermentação alcoólica. 04)
E.
05)
C.
06)
C6H12O6
07)
2 C2H5OH + 2 CO2 + Energia
As dornas fechadas - vantagens: recuperação do álcool volatilizado e
coleta do CO2; desvantagens: Maior custo energético. Dornas abertas – vantagem: facilidade no controle de temperatura; desvantagens: aumento da incidência de contaminantes, liberação de CO2 à atmosfera, perda de etanol por volatilização. 08)
suspensão celular, centrifugada, vinho, fermento, vinho, destilação.
09)
O tratamento ácido e o uso de antibióticos.
10)
Álcool anidro, óleo fúsel.
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2.3
GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 03
01) Resposta de pesquisa individual. 02) É a reação que libera energia na forma de calor. A combustão é a reação de um combustível com o oxigênio liberando calor. 03) Variação de entalpia é a diferença entre a energia dos produtos e a dos reagente de uma reação. Caso a diferença seja < 0, significa que é uma reação exotérmica e libera calor, o que significa que é energética, como os combustíveis. 04) A: completa; B: incompleta 05) Além de ser energeticamente desvantajosa, pois com o mesmo combustível, libera menos energia, libera a atmosfera compostos tóxicos como o monóxido de O. Ela ocorre devido ao teor inadequado de O disponível durante a combustão. 06) Cana-de-açúcar: geração de etanol de 1ª, a partir da sacarose, e de 2ª.
geração, gerado a partir da celulose de bagaço de cana-de-
açúcar. Além disso, é possível gerar energia de queima de bagaço de cana-de açúcar. 07)
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08) O biogás é naturalmente produzido pela decomposição da matéria orgânica, por meio de determinadas bactérias. 09) A.
10) A pirolise é um processo de decomposição da biomassa a altas temperaturas na ausência de oxigênio, que produz um gás, o gás metano principalmente, o bio-óleo que é uma mistura de compostos alifáticos e aromáticos, e um resíduo sólido, como o carvão. A gaseificação é um processo em que se tem a oxidação parcial, com oxigênio
em
concentração
abaixo
da
estequiométrica
para
a
combustão, e transforma os compostos sólidos e líquidos obtidos da pirolise em combustíveis gasosos, como o metano.
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2.4 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 04 01) C. 02)
03) C. 04) Os ésteres são obtidos através da reação de esterificação entre o óleo vegetal e um álcool, metílico ou etílico, que pode ser catalisada utilizando um catalisador como o hidróxido de sódio e o metóxido de sódio, para obtenção dos ésteres de ácidos graxos e a glicerina por separação de fases. 05) O diesel é obtido pelo processo de refino do óleo de petróleo a altas temperaturas e o biodiesel é obtido do processo de transesterificação do óleo vegetal. O biodiesel possui numero de cetano maior que o combustível alifático, não possui compostos aromáticos e enxofre na composição. E emite 50% menos monóxido de carbono, compostos particulados e nitrogenados para a atmosfera. 06) Através do processo biotecnológico denominado fermentação alcoólica, no qual microrganismos, como a Saccharomyces cerevisiae, utiliza açúcares como a sacarose, glicose e frutose, presentes no substrato e o consome em anaerobiose, produzindo etanol.
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07) Carboidratos fermentescíveis, são os que podem ser metabolizados pelos
microrganismos
responsáveis
pelo
processo
fermentativo
e
transformá-los em etanol. 08) A cana-de-açúcar. 09) Resposta de cunho individual. O aluno deve abordar a dificuldade de liberar açúcares fermentescíveis presentes no bagaço de cana e também falar sobre os compostos tóxicos liberados durante o processo da hidrólise da cana-de-açúcar. 10)
A beterraba e o milho.
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2.5 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 05 01) c. Celulose: orgânico b. polietileno: sintético c. sacarose: orgânico d. poliéster: sintético e. poliuretano: sintético 02) Para
os
compostos
orgânicos
abaixo,
identifique
as
colunas
correspondentes a sua estrutura molecular.
e. Alcanos
f. Ciclanos
g. Alcenos h. Alcinos 03) Consiste na separação de substâncias pela diferença de seus pontos de ebulição. Esta medida é utilizada para obtenção de diferentes produtos como gás, gasolina, diesel, e outras.
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04)
05) Etileno: polietileno Propileno: polipropileno PVC: cloreto de vinila Borracha: isoprono 06) D 07) Os
primeiros
são
obtidos
por
duas
moléculas
as
quais
obrigatoriamente possuem dupla ligação, a qual rompe-se formando outra ligação entre as duas substâncias. Já os polímeros de condensação são formados por dois monômeros, os quais, quando unidos, libera uma molécula pequena. 08) Pode ser aplicado na produção de adesivos, industria de couros, vidros, inseticidas, entre outros. 09) Resposta de pesquisa. 10) É o processo em que se quebra moléculas de alto peso e que não possuem valor comercial, em moléculas menores com alto valor comercial, como por exemplo a gasolina.
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