Avaliação do potencial da fibra e casca de coco maduro, casca de coco verde e cacto pré-tratados visando à produção de etanol

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Gonçalves, Fabiano Avelino
• Orientador(a): Macedo, Gorete Ribeiro de
• 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 BIOTECNOLOGIA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Bioetanol; Coco; Microdestilaria; Hidrólise enzimática; Compostos inibitórios
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MINAS::TRATAMENTO DE MINERIOS
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19289

O presente trabalho investigou o potencial de diferentes materiais lignocelulósicos residuais gerados em regiões rurais e urbanas (fibra de coco maduro, casca de coco verde e casca de coco maduro), além de vegetal cultivado em ambientes inóspitos (cacto) visando à produção de etanol, sendo todos, materiais abundantes na região Nordeste do Brasil. Esses materiais foram submetidos aos pré-tratamentos com peróxido hidrogênio alcalino seguido por hidróxido de sódio (PHA-PHS), autohidrólise (PA), hidrotérmico catalisado com hidróxido de sódio (PHCHS) e organosolv usando etanol alcalino (POEA). Os materiais pré-tratados foram submetidos à hidrólise enzimática e as estratégias de fermentação e sacarificação simultânea (SSF) e fermentação e sacarificação semi-simultânea (SSSF), utilizando-se Saccharomyces cerevisiae, Pichia stipitis e Zymomonas mobilis. Avaliou-se também, a presença de compostos inibitórios (hidroximetilfurfural, furfural, ácido acético, ácido fórmico e ácido levulínico) e a água marinha no meio de cultivo. Os materiais pré-tratados por PHAPHS resultaram na deslignificação dos materiais em uma faixa entre 54,0 e 71,0%, contendo entre 51,80 e 54,91% de celulose, entre 17,65 e 28,36% de hemicelulose, entre 7,99 e 10,12% de lignina. As hidrólises enzimáticas proporcionaram conversões dos materiais em glicose entre 68,0 e 76,0%. Os rendimentos em etanol utilizando SSF e SSSF para a fibra de coco maduro pré-tratada variaram entre 0,40 e 0,43 g/g, 0,43 e 0,45 g/g, respectivamente. Os materiais pré-tratados por PA apresentaram rendimentos de sólidos entre 42,92 e 92,74%, contendo entre 30,65 e 51,61% de celulose e entre 21,34 a 41,28% de lignina. As hidrólises enzimáticas resultaram nas conversões dos materiais em glicose entre 84,10 e 92,52%. Os rendimentos em etanol utilizando casca de coco verde pré-tratada e as estratégias SSF e SSSF foram entre 0,43 e 0,45 g/g. A fibra de coco maduro pré-tratada por PHCHS apresentou rendimentos de sólidos entre 21,64 e 60,52%, com aumento de celulose entre 28,40 e 131,20%, redução de hemicelulose entre 43,22 e 69,04%, redução de lignina entre 8,27 e 89,13%. A hidrólise enzimática resultou em conversão do material em glicose de 90,72%. Os rendimentos em etanol utilizando SSF e SSSF foram 0,43 e 0,46 g/g, respectivamente. Os materiais pré-tratados por POEA apresentaram reduções de sólido entre 10,75 e 43,18%, aumento de celulose em até 121,67%, redução de hemicelulose em até 77,09% e redução de lignina em até 78,22%. As hidrólises enzimáticas resultaram nas conversões dos materiais em glicose entre 77,54 e 84,27%. Os rendimentos em etanol utilizando cacto pré-tratado e as estratégias SSF e SSSF foram entre 0,41 e 0,44 g/g, 0,43 e 0,46 g/g, respectivamente. As fermentações alcoólicas realizadas em biorreator resultaram em rendimentos e produção de etanol entre 0,42 e 0,46 g/g, 7,62 e 12,42 g/L, respectivamente. Os compostos inibitórios apresentaram efeitos sinérgicos negativos nas fermentações realizadas por P. stipitis, Z. mobilis e S. cerevisiae. O ácido fórmico e o ácido acético apresentaram efeitos mais significativos entre os compostos inibitórios, seguido pelo hidroximetilfurfural, furfural e ácido levulínico. As fermentações realizadas em meio de cultivo diluído com água marinha apresentaram resultados promissores, especialmente quando se utilizou S. cerevisiae (0,50 g/g) e Z. mobilis (0,49 g/g). Os diversos resultados obtidos no presente trabalho indicam que, os materiais lignocelulósicos, pré-tratamentos, estratégias fermentativas e micro-organismos estudados merecem atenção por parecerem promissores e passíveis de serem utilizados no contexto de biorrefinaria visando à produção de etanol.