Efeito do pré-tratamento hidrotérmico no rendimento da hidrólise enzimática do campim-elefante
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2013 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UCS |
Texto Completo: | https://repositorio.ucs.br/handle/11338/679 |
Resumo: | Considerando a redução da disponibilidade de petróleo e as mudanças climáticas causadas, entre outras razões, pelas emissões resultantes do uso de combustíveis fósseis, torna-se indispensável a busca por novas fontes de energia. O etanol, obtido a partir de materiais lignocelulósicos, é uma das principais promessas para a substituição dos combustíveis fósseis utilizados para os meios de transporte, porém tornam-se necessárias etapas de pré-tratamento e hidrólise do material antes da fermentação. Os pré-tratamentos hidrotérmicos utilizam água quente líquida ou vapor e se apresentam como uma opção ao pré-tratamento ácido, por não necessitarem de reatores resistentes a corrosão e formarem menos produtos inibidores da fermentação. Dentre os materiais lignocelulósicos, o capim-elefante se destaca pelo seu elevado potencial produtivo e características como qualidade, vigor e persistência, apresentando, em sua estrutura morfológica, teor de fibras favorável ao estudo da produção de etanol. Neste contexto, o presente trabalho estudou os efeitos do pré-tratamento hidrotérmico (água quente na forma líquida e gasosa) sobre capim-elefante e o seu efeito no rendimento da hidrólise enzimática da biomassa. Como resultados de análises das amostras de hidrólise enzimática, os pré-tratamentos utilizando água no estado gasoso, durante 6,5 min a 220°C, levaram a obtenção de liberação no meio de até 232 mg de glicose.g-1 de capim-elefante. Já para os pré-tratamentos utilizando água no estado líquido, durante 6,5 min a 220 °C e 12 min a 195 °C, a máxima liberação foi de 198 mg de glicose.g-1 de capim-elefante, sendo esses valores significativamente (p<0,05) maiores que a liberação de glicose na ausência de prétratamento, na qual foi observada uma liberação de 101 mg de glicose.g-1 de capim-elefante. Foi detectada reduzida formação de compostos inibitórios como furfural, hidroximetilfurfural durante os pré-tratamentos hidrotérmicos. Entretanto, quando a glicose, liberada das biomassas pré-tratadas hidrotermicamente e hidrolisadas enzimaticamente, foi fermentada a etanol por Saccharomyces cerevisiae, ocorreu diferença entre os rendimentos, sugerindo que houve inibição da fermentação pelos compostos presentes nos hidrolisados. Estes dados indicam que os pré-tratamentos hidrotérmicos apresentam potencial de uso como prétratamentos de biomassa de capim-elefante. |
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Toscan, AndréiaMalvessi, EloaneGonçalves, Adilson RobertoBaudel, Henrique MacedoDillon, Aldo José PinheiroCamassola, Marli2014-06-16T11:46:01Z2014-06-16T11:46:01Z2014-06-162013-11-20https://repositorio.ucs.br/handle/11338/679Considerando a redução da disponibilidade de petróleo e as mudanças climáticas causadas, entre outras razões, pelas emissões resultantes do uso de combustíveis fósseis, torna-se indispensável a busca por novas fontes de energia. O etanol, obtido a partir de materiais lignocelulósicos, é uma das principais promessas para a substituição dos combustíveis fósseis utilizados para os meios de transporte, porém tornam-se necessárias etapas de pré-tratamento e hidrólise do material antes da fermentação. Os pré-tratamentos hidrotérmicos utilizam água quente líquida ou vapor e se apresentam como uma opção ao pré-tratamento ácido, por não necessitarem de reatores resistentes a corrosão e formarem menos produtos inibidores da fermentação. Dentre os materiais lignocelulósicos, o capim-elefante se destaca pelo seu elevado potencial produtivo e características como qualidade, vigor e persistência, apresentando, em sua estrutura morfológica, teor de fibras favorável ao estudo da produção de etanol. Neste contexto, o presente trabalho estudou os efeitos do pré-tratamento hidrotérmico (água quente na forma líquida e gasosa) sobre capim-elefante e o seu efeito no rendimento da hidrólise enzimática da biomassa. Como resultados de análises das amostras de hidrólise enzimática, os pré-tratamentos utilizando água no estado gasoso, durante 6,5 min a 220°C, levaram a obtenção de liberação no meio de até 232 mg de glicose.g-1 de capim-elefante. Já para os pré-tratamentos utilizando água no estado líquido, durante 6,5 min a 220 °C e 12 min a 195 °C, a máxima liberação foi de 198 mg de glicose.g-1 de capim-elefante, sendo esses valores significativamente (p<0,05) maiores que a liberação de glicose na ausência de prétratamento, na qual foi observada uma liberação de 101 mg de glicose.g-1 de capim-elefante. Foi detectada reduzida formação de compostos inibitórios como furfural, hidroximetilfurfural durante os pré-tratamentos hidrotérmicos. Entretanto, quando a glicose, liberada das biomassas pré-tratadas hidrotermicamente e hidrolisadas enzimaticamente, foi fermentada a etanol por Saccharomyces cerevisiae, ocorreu diferença entre os rendimentos, sugerindo que houve inibição da fermentação pelos compostos presentes nos hidrolisados. Estes dados indicam que os pré-tratamentos hidrotérmicos apresentam potencial de uso como prétratamentos de biomassa de capim-elefante.The reduction of oil resources and the expansion of climate change negative effects, a consequence of fossil fuel consumption, have prompted the search for alternative energy sources. Ethanol from lignocellulosic materials is a promising alternative to fossil fuels, but its production requires pretreatment and hydrolysis of the material prior to fermentation. Unlike acid pretreatments, hydrothermal pretreatments use hot water or steam, do not require corrosion resistant reactors and generate less inhibitors. Among the lignocellulosic materials, elephant grass stands out for its high yield and characteristics such as quality, vigor and persistence, as well as a fiber content that is favorable to ethanol production. In this context, the present study shows the effects of hydrothermal pretreatment (hot water and steam) on elephant grass and its effect on the yield of enzymatic hydrolysis. For the analysis of high performance liquid chromatography on enzymatic hydrolysis samples, pretreatments using steam for 6.5 min at 220 °C released up to 232 mg glucose/ g of elephant grass. The pretreatments with hot water carried out for 6.5 min at 220 °C and 12 min at 195 °C released up to 198 mg glucose/ g of elephant grass, such value being significantly (p < 0.05) higher than that related to the untreated elephant grass (101 mg of glucose/ g of elephant grass). A reduced production of fermentation inhibitory compounds, such as furfural and hydroxymethylfurfural, was observed during the hydrothermal pretreatment. However, when glucose released, biomasses hydrothermally pretreated and enzymatically hydrolyzed, was fermented to ethanol by Saccharomyces cerevisiae, difference was observed between the yields, suggesting inhibition of fermentation. These data indicate that the hydrothermal pretreatments can be potentially used to elephant grass biomass for bioethanol production.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorPennisetum purpureumBiotecnologiaEfeito do pré-tratamento hidrotérmico no rendimento da hidrólise enzimática do campim-elefanteinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UCSinstname:Universidade de Caxias do Sul (UCS)instacron:UCSinfo:eu-repo/semantics/openAccessUniversidade de Caxias do Sulhttp://lattes.cnpq.br/2458796475558609TOSCAN, A.Programa de Pós-Graduação em BiotecnologiaTEXTDissertacao Andreia Toscan.pdf.txtDissertacao Andreia Toscan.pdf.txtExtracted texttext/plain261543https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/679/3/Dissertacao%20Andreia%20Toscan.pdf.txteb4cec5e4847deea923c8609211de613MD53THUMBNAILDissertacao Andreia Toscan.pdf.jpgDissertacao Andreia Toscan.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1314https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/679/4/Dissertacao%20Andreia%20Toscan.pdf.jpg60a35d53792f689e9558d28dd2644a7aMD54ORIGINALDissertacao Andreia Toscan.pdfDissertacao Andreia Toscan.pdfapplication/pdf3316638https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/679/1/Dissertacao%20Andreia%20Toscan.pdfe6df674095bd2e3b586408f127cf038eMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8279https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/679/2/license.txtdeeb8fa550aaa0758114cbdeb0c0955dMD5211338/6792018-08-17 06:08:58.339oai:repositorio.ucs.br:11338/679IERlY2xhcmEgcXVlIG8gZG9jdW1lbnRvIGVudHJlZ3VlIMOpIHNldSB0cmFiYWxobyBvcmlnaW5hbCwgZSBxdWUgZGV0w6ltIG8gZGlyZWl0byBkZSBjb25jZWRlciBvcyBkaXJlaXRvcyBjb250aWRvcyBuZXN0YSBsaWNlbsOnYS4gCiBEZWNsYXJhIHRhbWLDqW0gcXVlIGEgZW50cmVnYSBkbyBkb2N1bWVudG8gbsOjbyBpbmZyaW5nZSwgdGFudG8gcXVhbnRvIGxoZSDDqSBwb3Nzw612ZWwgc2FiZXIsIG9zIGRpcmVpdG9zIGRlIHF1YWxxdWVyIG91dHJhIHBlc3NvYSBvdSBlbnRpZGFkZS4KRepositório de Publicaçõeshttp://repositorio.ucs.br/oai/requestopendoar:2024-03-20T09:15:46.180422Repositório Institucional da UCS - Universidade de Caxias do Sul (UCS)false |
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