Produção de bioetanol de segunda geração a partir de biomassa residual da indústria de celulose - Silva, Neumara Luci Conceição. (UFRJ, 2010)
[PT] A grande dependência de fontes de energia não renováveis e altamente poluentes, como o petróleo e seus derivados, tem levado a sociedade a buscar alternativas para a utilização de combustíveis renováveis. As pesquisas atuais sinalizam como tecnologia emergente a produção de etanol combustível a partir de biomassas residuais de composição lignocelulósica. Neste contexto, o presente trabalho objetivou produzir bioetanol carburante empregando uma concepção de processo denominado SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation) a partir da celulose contida no resíduo oriundo do sistema de decantação da indústria de celulose, utilizando linhagens da levedura Saccharomyces cerevisiae e visando estabelecer condições que aumentassem a produtividade e eficiência do processo. Como resultados desta dissertação, foram obtidas as melhores condições da pré-hidrólise enzimática (relação sólido:líquido 1:4 e 17,5 FPU/g de carga enzimática) e determinadas as condições que conferiram o maior valor para a produtividade volumétrica (16 h de pré-hidrólise enzimática, 8 g/L para concentração celular e 36 h de fermentação). A máxima concentração de etanol obtida quando o processo SSF foi conduzido em frascos agitados, foi de 77,6 g/L em 64 h, empregando Saccharomyces cerevisiae de panificação. O melhor resultado obtido quando a fermentação foi conduzida em biorreator, foi de 74,6 g/L em 64 h, utilizando celulases comerciais (Multifect) e suplementando o hidrolisado enzimático com fontes de fosfato e nitrogênio e soluções de sais minerais e ácido cítrico, que foi fermentado por uma cepa industrial de S. cerevisiae codificada como JP1. Os resultados mostraram-se bastante promissores e apontam para maiores desdobramentos.[EN] The large reliance on non-renewable sources and highly polluting fuels such as petroleum and its derivatives, has led the society to seek alternatives to the use of renewables. Current research indicates as emerging technology the production of fuel ethanol from residual biomass of lignocellulosic composition. This study aimed at producing fuel ethanol using a design process called SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation) from the cellulose containing residue arisen from the separating system of the cellulose manufactory, using strains of the yeast Saccharomyces cerevisiae. The work also aimed at establishing process conditions that increase the productivity and efficiency. As results of this study, the best pre-enzymatic hydrolysis conditions (solid:liquid ratio 1:4 and 17.5 FPU/g of enzyme loading) was obtained and the conditions that allowed the highest volumetric ethanol productivity was determined (16 h pre-hydrolysis, 8.0 g/L for cell concentration and 36 h of fermentation). The maximum ethanol concentration, obtained when the SSF process was performed in flasks, was 77.6 g/L in 64 hours, using the bakery yeast Saccharomyces cerevisiae. On the other hand, when the fermentation was carried out in bioreactor, the highest ethanol concentration was 74.6 g/L at 64 h of SSF process, using a commercial enzyme preparation (Multifect) and supplementing the enzymatic hydrolysate with sources of phosphate and nitrogen and mineral salts and citric acid solution, which was fermented by an industrial strain of S. cerevisiae coded as JP1. The results were very promising and point to major developments.