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Laboratórios de Desenvolvimento de
Bioprocessos da Escola de Química da UFRJ

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Produção Científica: Dissertações de Mestrado

Bioprodução de Etanol de Hidrolisado de Bagaço de Cana utilizando diferentes formas de operação do Bioprocesso

Autor: Fernando Henrique Xavier de Brito
Ano da Defesa: 2000
Orientador: Nei Pereira Jr., PhD
Programa: TPQB - Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos da EQ/UFRJ
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Resumo

O Brasil, indubitavelmente, é um exemplo mundial no campo de energia renovável. Em verdade, com a implantação do Programa Nacional do Álcool, em meados de 1975, surgiram diversas alternativas de aproveitamento da cana-de-açúcar como fonte de energia, tanto na produção de álcool, quanto na utilização dos subprodutos de processamento da cana.

A produção de álcool desempenha, como fonte de combustíveis, o papel mais promissor no desenvolvimento sustentável brasileiro, conseguindo substituir nossa dependência pelos derivados de petróleo, resgatando indiretamente CO2 atmosférico e gerando empregos de forma competente e competitiva. E, mesmo com a ascensão e queda do Programa Nacional do Álcool, a produção brasileira deste combustível só aumentou desde sua implantação no mercado, utilizando-se, em grande amplitude, diretamente como combustível em veículos leves, ou como aditivo na própria gasolina.

Por se tratar de uma produção em larga escala, o processamento da cana para a produção de açúcar gera uma ampla quantidade de subprodutos, como folhas, palha e o bagaço de cana. Estes materiais, classificados como lignocelulósicos, representam uma fonte abundante de matéria prima para bioconversões.

O bagaço de cana, em especial, possui uma expressiva porcentagem de D-xilose em sua fração hemicelulósica (aprox. 66% p/p b.s.), e, portanto, se apresenta como uma importante fonte de substrato em fermentações não-convencionais.

Neste contexto, a presente tese visa ao estudo da hidrólise ácida deste abundante resíduo lignocelulósico e à investigação da fermentabilidade do meio hidrolisado, bem como a busca de condições ótimas de processo. Assim, as melhores condições de hidrólise (T=121°C; H2SO4 [=] 0,47 M; e teta=30 min.) forneceram um meio contendo principalmente 15,8 g.L-1 de D-xilose e 4,0 g.L-1 de glicose. Este meio foi concentrado por evaporação a vácuo, e neutralizado com CaO.

Meios tratados com carvão ativado, complementados ou não com D-xilose comercial, foram fermentados por uma linhagem floculante de Pichia stipitis em diferentes formas de condução do bioprocesso (batelada simples, batelada alimentada, batelada alimentada cíclica e processo contínuo).

Os melhores resultados foram alcançados empregando a Batelada Alimentada com vazão de alimentação constante (YP/S=0.45 g.g-1; QP=1,84 g.L-1.h-1), os quais demostram ser o bioprocesso promissor para a produção de etanol.

LADEBIO - Laboratório de Desenvolvimento de Bioprocessos da Escola de Química da UFRJ