Efeito da aplicação de ultrassom em fermentação alcoólica de hidrolisado de farelo de arroz desengordurado

• Autor(a) principal: Stobienia, Mônica
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12643
• topic: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS; Ondas ultrassônicas; Produtos químicos - Efeito fisiológico; Agroindústria; Ultrasonic waves; Chemicals - Physiological effect; Agricultural industries

O aproveitamento de resíduos agroindustriais em bioprocessos apresenta grande relevância nos aspectos econômicos e socioambientais. O farelo de arroz desengordurado (FAD), subproduto proveniente do processamento do arroz, possui grande quantidade de carboidratos passíveis de utilização em fermentação alcoólica, além de diversos outros nutrientes que complementam o substrato. Para fins de melhoria na eficiência da fermentação, tecnologias de estímulo ao crescimento celular podem ser empregadas no intuito de aumentar o rendimento do processo. Nesta perspectiva, a aplicação de energia ultrassônica durante a fermentação é expressiva, pois diversos estudos demonstraram seus efeitos positivos sobre a fisiologia celular de microrganismos em diversos meios. Com isso, objetivou-se investigar neste estudo, os efeitos gerados pelas ondas ultrassônicas sobre as leveduras no processo de fermentação alcoólica de hidrolisado de FAD, além de analisar o aumento na produtividade em bioetanol. Inicialmente foi realizada a hidrólise enzimática do FAD moído com proteases e amilases, utilizando-se metodologias definidas em estudo anterior (SIEPMANN,2014). A fermentação alcoólica foi realizada em Erlenmeyers de 500 mL, incubados a 30 ºC e 100 rpm, com aplicação de ultrassom (frequência de 37 kHz, 15 segundos de intermitência e 15 minutos de aplicação total), com variação no tempo de aplicação (2ª ou 4ª hora de fermentação), potência nominal do equipamento (40, 70 ou 100%) e tempo de exposição (5, 10 ou 15 segundos), baseando-se em dois Planejamentos Fatoriais Completos (PFC) 22 definidos em estudo preliminar, com um total de 7 ensaios cada. Para acompanhamento do processo, foram retiradas amostras a cada 2 horas para avaliação da viabilidade celular, concentração de biomassa, açúcares redutores e concentração de etanol, avaliando-se os parâmetros de rendimento e produtividade do processo em células e em etanol ao longo das 10 horas de fermentação. Além disso, foram realizados testes para aferição da potência de ultrassom absorvida pelo meio de fermentação, com medida da variação da temperatura com o tempo de sonicação. Os resultados mostraram efeitos positivos sobre o crescimento celular em ambos os planejamentos com estímulo ultrassônico, com acréscimo de mais de 160% no número de células em comparação com o meio controle, onde não houve a irradiação. Quando aplicado o ultrassom na 4ª hora de fermentação, obtiveram-se melhores valores para a produtividade em bioetanol logo após o estímulo (1,5 g·(L·h)-1), representando mais da metade da produtividade total média de todos os ensaios (2,3 g·(L·h)-1). Tais resultados ressaltam que a utilização de energia de ultrassom de baixa frequência pode melhorar o desempenho das células de levedura durante a fermentação de hidrolisado de FAD, sendo viável sua utilização em baixa potência e por curtos períodos de estimulação.