Avaliação e otimização de pré-tratamentos e hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar para a produção de etanol de segunda geração

Abstract

A Deus que me proporcionou saúde, força e sabedoria para vencer mais esta etapa tão sonhada de minha vida.Aos meus pais, João e Alda, pelo amor, carinho e apoio durante a realização desse projeto de vida, e por fazerem de mim a pessoa que sou hoje. Agradeço também aos meus irmãos, Aldoflávio e Ábner, pelo companheirismo e incentivo. A minha grande família, em especial minhas queridas tias e avó, que me deram apoio e principalmente apoiaram e deram suporte a minha família em um momento tão difícil.Ao meu namorado Flávio, agradeço pelo amor, incentivo e especialmente paciência durante todos esses anos. Você sempre foi um apoio para que eu pudesse prosseguir.A minha orientadora, Profa. Dra. Aline Carvalho da Costa, e meu co-orientador, Prof.Dr. Rubens Maciel Filho, pela orientação, confiança e entusiasmo durante todo o trabalho. Mais do que orientadores vocês foram meus grandes amigos.A todos os amigos da Faculdade de Engenharia Química (FEQ), especialmente aos do

Otimização do pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino a alta concentração de sólidos para a hidrólise enzimática de bagaço de cana-de-açúcar

“…Os resultados obtidos neste trabalho foram satisfatórios para experimentos com 7% de peróxido utilizando 15% de sólidos no pré-tratamento, com aumento de temperatura de 25 para 55ºC, obtendo-se assim 0,38460.0014 g glicose/ g bagaço bruto, correspondendo a rendimento de 90.87.33%. Em um trabalho posterior Rabelo (2010) melhorou o rendimento obtido para as mesmas condições de pré-tratamento aumentando a concentração de -glicosidase na etapa de hidrólise e chegou a praticamente 100% de rendimento trabalhando com 1% de sólidos na hidrólise, 3.5 FPU/g de bagaço de celulase e 25 CBU/g de -glicosidase. Embora Rabelo (2010) tenha realizado ensaios com o pré-tratamento realizado até 15% de sólidos, usou as condições que foram otimizadas para 4% de sólidos e obteve rendimento de 64.7%.…”

“…Para o planejamento posterior, o valor de celulase foi fixado em 15 FPU/g bagaço e o valor de β-glicosidase permaneceu 25 CBU/g bagaço .Oserlenmeyers foram então fechados para que não houvesse uma alteração considerável dos volumes reacionais e encubados em um shaker com rotação mantida a 100 rpm durante toda a hidrólise. A temperatura utilizada durante a hidrólise corresponde ao valor encontrado para a temperatura ótima da enzima (50°C), onde sua atividade é máxima(RABELO 2007;RABELO, 2010).…”

Avaliação de pré-tratamentos para a hidrólise enzimática de palha de cana-de-açúcar considerando a produção de etanol

“…O rendimento de glicose nas condições ótimas de pré-tratamento e hidrolisadas com 5 FPU de celulase/g biomassa bruta e 1 CBU de βglicosidase/g biomassa bruta, foi de 59,64%. RABELO (2010), ao comparar dois pré-tratamentos (hidróxido de cálcio e peróxido de hidrogênio alcalino), avaliando variáveis como tempo, temperatura e concentração de Ca(OH) 2 , verificou que todas as variáveis foram significativas com 90% de confiança, quando o prétratamento foi feito com Ca(OH) 2 . As condições ótimas operacionais de pré-tratamento foram de 90 h, 90°C e 0,47 g/g de cal, obtendo-se rendimento global de 51,78%.…”

“…Analisador de umidade por infravermelho IV 2000 da marca Gehaka * Aparato soxhlet modelo MA -188 da marca Marconi; * Autoclave vertical modelo AV 50 da marca Phoenix; * Balança analítica da marca Bel Engineering com precisão de ± 0,001 g; * Balança da marca Marte com precisão de ± 0,01 g; * Banho termostatizado modelo MA-184 da marca Marconi com precisão de ± 0,01°C; * Cromatógrafo Líquido de Alta Eficiência (HPLC) (HPLC -High Performance Liquid Chromatographic) da Waters, com injetor manual, bomba de injeção modelo 515, detector de índice de refração modelo 410 e UV/Visível modelo 2489, com software de integração Em power 2; * Destilador de água da marca Quimis; * Espectrofotômetro UV Mini-1240da marca Shimadzu; * Estufa com circulação e renovação de ar modelo MA-035 da marca Marconi; * Medidor de pH modelo D 22 da marca Digimed, com precisão de 0,01; * Mufla da marca Quimis;* Espectrofotômetro visível marca FEMTO modelo 600S; cana-de-açúcar foi seca ao sol por 2 dias, sendo posteriormente moída em moinho de martelete simplesmente para diminuição do tamanho e armazenada em sacolas plásticas hermeticamente fechadas.5.5.2. DETERMINAÇÃO DA DISTRIBUIÇÃO DO TAMANHO DE PARTÍCULA NABIOMASSAFoi utilizada como referência para determinação da distribuição do tamanho de partícula na biomassa a metodologia descrita emRABELO (2010). O objetivo foi determinar a granulométrica da palha de cana-de-açúcar após moagem.Para tanto, foram utilizadas séries de Taylorde 12,16,20,24,28,35,48 e 60 mesh para a separação do material.…”

Estudo da adsorção das enzimas do complexo celulolítico em bagaço de cana-de-açúcar submetido a diferentes pré-tratamentos e Avicel

“…O pré-tratamento alcalino é uma das principais tecnologias dentre as técnicas do prétratamento químico. Ele emprega várias bases e agentes oxidantes, incluindo hidróxido de sódio (SILVERSTEIN et al, 2007apud ZHENG et al, 2009CARRILLO et al, 2005apud ZHENG et al, 2009, hidróxido de cálcio (CHANG et al, 2001apud ZHENG et al, 2009FUENTES, 2009;RABELO, 2010;AYALA, 2012), hidróxido de potássio (CHANG & HOLTZAPPLE, 2000apud ZHENG et al, 2009, amônia líquida (KIM et al, 2003apud ZHENG et al, 2009, hidróxido de sódio em combinação com peróxido de hidrogênio (SAHA & COTTA, 2007apud ZHENG et al, 2009RABELO et al, 2011;AYALA, 2012), entre outras. O pré-tratamento alcalino compreende basicamente o processo de deslignificação, onde certa quantidade de hemiceluloses também são solubilizadas, deixando na biomassa a celulose mais acessível ao ataque enzimático (KRISTENSEN, 2008;ZHENG et al, 2009).…”