Avaliação do potencial da produção de etanol, a partir de biomassas lignocelulósica e melaço, como alternativa energética para o período de entressafra da cana-de-açúcar no Estado de Pernambuco
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Data de Publicação: | 2022 |
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Resumo: | As limitações geográficas e climáticas de Pernambuco impossibilitam a produção de cana-de-açúcar o ano inteiro e por toda a sua extensão, sem a adição de sistema de irrigação adequado, já que 48% da região Nordeste está inserida no clima árido/semiárido. Dentro deste cenário, avaliou qual a melhor época do ano e período do dia para a colheita da biomassa de palma forrageira, considerando-se o pH ideal para a realização da etapa de hidrólise enzimática. Além disso, determinou a melhor temperatura e o tempo de secagem, desse vegetal, para a etapa de produção de carboidratos. Os resultados sugeriram que o início da manhã e a estação seca são os melhores períodos de colheita, enquanto que a melhor temperatura e tempo de secagem da biomassa são 105°C e 12h, respectivamente. Já o segundo capítulo objetivou a avaliação da fermentação dos hidrolisados ácidos dos bagaços de cana- de-açúcar (HBC) e sorgo (HBS), além da biomassa de palma forrageira (HPF), por Meyerozyma Caribbica. Além disso, realizou-se a fermentação de blends com diferentes proporções de melaço e hidrolisado, avaliando-se a influência da concentração de carboidratos na produção de etanol, por esta levedura. M. Caribbica fermentou tais substratos, apresentando eficiências superiores a 75%, para a produção de etanol 1G e, >80%, para a 2G. No meio M3, composto pela mistura de 25% de melaço, 25% do HBC, 25% do HBS e 25% do HPF, obteve-se a melhor concentração de etanol (50 g/L) e eficiência fermentativa (90,60%) com M. caribbica, na comparação com S. cerevisiae (37 g/L, 66,48%). Esses dados sugerem que, em condições de não suplementação nutricional, M. caribbica apresenta-se mais adaptada a meios estressantes que S. cerevisiae. Assim, a princípio, a condição proposta de utilizar 25% de cada um dos substratos parece ser a mais adequada, sob a ótica de realizar um processo com produção de etanol satisfatória e baixo custo. |
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ALENCAR, Bárbara Ribeiro Alveshttp://lattes.cnpq.br/3671569987948185http://lattes.cnpq.br/5220518797580348MORAIS JÚNIOR, Marcos Antonio de2022-09-06T11:51:45Z2022-09-06T11:51:45Z2022-02-23ALENCAR, Bárbara Ribeiro Alves. Avaliação do potencial da produção de etanol, a partir de biomassas lignocelulósica e melaço, como alternativa energética para o período de entressafra da cana-de-açúcar no Estado de Pernambuco. 2022. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46186As limitações geográficas e climáticas de Pernambuco impossibilitam a produção de cana-de-açúcar o ano inteiro e por toda a sua extensão, sem a adição de sistema de irrigação adequado, já que 48% da região Nordeste está inserida no clima árido/semiárido. Dentro deste cenário, avaliou qual a melhor época do ano e período do dia para a colheita da biomassa de palma forrageira, considerando-se o pH ideal para a realização da etapa de hidrólise enzimática. Além disso, determinou a melhor temperatura e o tempo de secagem, desse vegetal, para a etapa de produção de carboidratos. Os resultados sugeriram que o início da manhã e a estação seca são os melhores períodos de colheita, enquanto que a melhor temperatura e tempo de secagem da biomassa são 105°C e 12h, respectivamente. Já o segundo capítulo objetivou a avaliação da fermentação dos hidrolisados ácidos dos bagaços de cana- de-açúcar (HBC) e sorgo (HBS), além da biomassa de palma forrageira (HPF), por Meyerozyma Caribbica. Além disso, realizou-se a fermentação de blends com diferentes proporções de melaço e hidrolisado, avaliando-se a influência da concentração de carboidratos na produção de etanol, por esta levedura. M. Caribbica fermentou tais substratos, apresentando eficiências superiores a 75%, para a produção de etanol 1G e, >80%, para a 2G. No meio M3, composto pela mistura de 25% de melaço, 25% do HBC, 25% do HBS e 25% do HPF, obteve-se a melhor concentração de etanol (50 g/L) e eficiência fermentativa (90,60%) com M. caribbica, na comparação com S. cerevisiae (37 g/L, 66,48%). Esses dados sugerem que, em condições de não suplementação nutricional, M. caribbica apresenta-se mais adaptada a meios estressantes que S. cerevisiae. Assim, a princípio, a condição proposta de utilizar 25% de cada um dos substratos parece ser a mais adequada, sob a ótica de realizar um processo com produção de etanol satisfatória e baixo custo.CNPqThe geographic and climatic limitations of Pernambuco make it impossible to produce sugarcane throughout the year and throughout its extension, without the addition of an adequate irrigation system, since 48% of the Northeast region is located in an arid/semi-arid climate. Within this scenario, it evaluated the best time of year and time of day for the harvesting of cactos pear biomass, considering the ideal pH for carrying out the enzymatic hydrolysis step. In addition, it determined the best temperature and drying time for this vegetable for the carbohydrate production stage. The results suggested that the early morning and the dry season are the best harvest periods, while the best temperature and biomass drying time are 105°C and 12h, respectively. The second chapter aimed to evaluate the fermentation of acid hydrolyzates from sugarcane bagasse (HBC) and sorghum (HBS), in addition to forage cactus biomass (HPF), by Meyerozyma Caribbica. In addition, blends with different proportions of molasses and hydrolyzate were fermented, evaluating the influence of carbohydrate concentration on ethanol production by this yeast. M. Caribbica fermented such substrates, showing efficiencies above 75% for the production of 1stG ethanol and >80% for 2ndG ethanol. In the M3 medium, composed of a mixture of 25% molasses, 25% SCH, 25% SSH and 25% CPH, the best concentration of ethanol (50 g/L) and fermentative efficiency (90.60%) with M. caribbica, in comparison with S. cerevisiae (37 g/L, 66.48%). These data suggest that, under conditions of no nutritional supplementation, M. caribbica is more adapted to stressful environments than S. cerevisiae. Thus, at first, the proposed condition of using 25% of each of the substrates seems to be the most adequate, from the point of view of carrying out a process with satisfactory ethanol production and low cost.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencias BiologicasUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessÁlcool como combustível - IndústriaCana-de-açúcar - ProdutosBiomassaAvaliação do potencial da produção de etanol, a partir de biomassas lignocelulósica e melaço, como alternativa energética para o período de entressafra da cana-de-açúcar no Estado de Pernambucoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Bárbara Ribeiro Alves Alencar.pdfTESE Bárbara Ribeiro Alves Alencar.pdfapplication/pdf8571946https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46186/1/TESE%20B%c3%a1rbara%20Ribeiro%20Alves%20Alencar.pdfdc8b34dddc75e713f0b7bcef36c83755MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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