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Laboratórios de Desenvolvimento de
Bioprocessos da Escola de Química da UFRJ

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Produção Científica: Dissertações de Mestrado

Aplicação de Surfactantes no Pré-tratamento Ácido e na Sacarificação de Bagaço de Cana-de-Açúcar visando à Produção de Etanol

Autora: Absai da Conceição Gomes
Data da Defesa: Outubro de 2009
Orientador: Nei Pereira Jr., PhD
Programa: TPQB - Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos da EQ/UFRJ

Resumo

O bagaço de cana-de-açúcar vem sendo considerado uma matéria prima lignocelulósica por excelência para a produção de etanol de segunda geração dentro do contexto de biorrefinaria. Para que seja factível a sua utilização, é essencial realizar etapas de pré-tratamento ácido e alcalino que visam fundamentalmente desorganizar o complexo lignocelulósico e aumentar a digestibilidade de seus componentes, em particular de celulose, permitindo um maior acesso das enzimas a este principal componente.

A adição de surfactantes em pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática de materiais lignocelulósicos tem sido estudada e um dos principais efeitos esperados é o aumento na conversão de glucana e xilana a carboidratos solúveis. A presença dos surfactantes teve pouca influência no pré-tratamento de bagaço de cana-de-açúcar com ácido diluído, porém contribuiu para a redução do teor de 5-HMF no meio em até 59%.

Com relação à hidrólise enzimática, a adição de surfactantes não iônicos (Tween 20, Tween 80 e PEG 4000) proporcionou um aumento na conversão de glucana a glicose de até 40%, tanto com celulignina não deslignificada (CND) quanto com a celulignina parcialmente deslignificada (CPD-2). As taxas de hidrólise obtidas com surfactantes a 5% e 10% em CND foram, respectivamente, 1,9 e 2,3 g.L-1.h-1, com eficiência de conversão de até 48%. Com CPD-2 os valores de taxa de hidrólise foram 3,2 e 3,8 g.L-1.h-1 nas dosagens de surfactantes de 5% e 10%, respectivamente. A eficiência de hidrólise obtida com CPD-2 foi de até 69%.

Os estudos comprovaram a importância dos pré-tratamentos realizados e da lignina remanescente no material para a ação dos surfactantes em blindar a adsorção improdutiva das enzimas, permitindo assim uma maior disponibilidade dos biocatalisadores no meio. Finalmente, os surfactantes não apresentaram efeito inibitório para as leveduras nos ensaios de sacarificação e fermentação simultâneas para a produção de etanol.

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