Influência do Tween 80 no pré-tratamento por explosão a vapor e alcalino, hidrólise enzimática e fermentação para produção de etanol a partir da fibra de coco verde

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Ribeiro, Vitor Troccoli
• Orientador(a): Santos, Everaldo Silvino dos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Explosão a vapor; Bioetanol; Coco verde; Tween 80; SSF; SSSF
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/51951

A fibra de coco verde tem sido apontada como uma alternativa interessante para produção de bioetanol, pois o Brasil é um dos maiores produtores globais do fruto e seu descarte, geralmente inadequado, provoca problemas ambientais. Os pré-tratamentos são necessários para remover compostos que protegem a celulose do ataque enzimático, aumentando a eficiência da hidrólise enzimática. A adição de surfactantes não-iônicos no processo de produção de bioetanol vem sendo estudada como estratégia para aumentar a sua produção e rendimento. Dentre esses, o Tween 80 destaca-se por ter um custo menor que outros aditivos. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a produção de etanol a partir da fibra de coco verde usando um pré-tratamento combinado por explosão a vapor e alcalino, comparando as estratégias de sacarificação e fermentação simultâneas (SSF) e semi-simultâneas (SSSF). A incorporação de Tween 80 nas etapas de pré-tratamento, hidrólise enzimática e fermentação também foi investigada. Inicialmente, avaliou-se a influência dos parâmetros temperatura e umidade no pré-tratamento por explosão a vapor sobre a produção de glicose por hidrólise enzimática. O uso do surfactante não influenciou a deslignificação no pré-tratamento de explosão a vapor, porém aumentou a conversão em glicose quando comparado aos experimentos sem Tween 80. O uso do surfactante na hidrólise enzimática aumentou a produção de glicose, chegando a um valor máximo de 20,31 ± 0,48 g/L com a biomassa pré-tratada combinada e 1,0% (m/v) de Tween 80. Na ausência do surfactante em quaisquer etapas, a estratégia SSSF se destacou sobre a SSF. A SSSF foi a estratégia que apresentou o maior rendimento e produção de etanol e a cepa que favoreceu a melhor produção foi a Saccharomyces cerevisiae PE2. Diferentes efeitos do Tween 80 foram observados durante a fermentação. O uso de 2,0% (m/v) de Tween 80 reduziu a viabilidade celular bem como reduziu a produção de etanol em meio simulado, na SSF e na SSSF. Por outro lado, o uso de 1,0% (m/v) de Tween 80 aumentou a produção média de etanol, embora não o suficiente para ser estatisticamente significativo. Para aumentar a produção de etanol sob 30% (m/v) de carga de sólidos, variações da SSSF foram realizadas, incluindo adição em batelada de biomassa, adição em batelada de enzimas e variação de temperatura a cada 6 h. A SSSF com alimentação em batelada não-isotérmica e adição gradual de enzimas se destacou, chegando a um máximo de etanol produzido de 48,21 ± 1,13 g/L na presença de 1,0% (m/v) Tween 80. Portanto, os resultados indicam que o uso do pré-tratamento combinado gerou uma biomassa com alto teor celulósico que tem grande potencial na produção de etanol quando estratégias de fermentação com Tween 80 foram avaliadas.