Estudo da coimobilização de glicoamilase e levedura para a fermentação alcóolica contínua de materia-prima amilácea.
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| Publication Date: | 1992 |
| Format: | Doctoral thesis |
| Language: | por |
| Source: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
| Download full: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-19092025-142808/ |
Summary: | Estudou-se a produção contínua de etanol a partir de materia-prima amilácea, pelo processo simultâneo de sacarificação e fermentação, utilizando-se enzima e levedura coimobilizadas em gel de pectina. Amiloglicosidase foi imobilizada em silica de porosidade controlada, coimobilizada com levedura de panificação em partículas esféricas de gel de pectina. Esse biocatalisador foi utilizado para produzir etanol a partir de xarope liquefeito de farinha de mandioca, em arranjo de três reatores de leito fixo, dispostos em série. Ensaio em contínuo mostrou desempenho inferior ao obtido para o mesmo biocatalisador, em condições operacionais semelhantes as do ensaio descontínuo: produtividade caiu de 8,3 g/l/h para 5,8 g/l/h, com ausência de glicose livre em todos os tempos de residencia operados. Estudo da influência da velocidade superficial de escoamento no reator mostrou o sistema limitado pela resistência ao transporte de massa externo. Colocação de reciclo no primeiro reator mostrou que, na faixa de velocidades superficiais em que se operou o reciclo, o aumento da taxa de reciclo implica em queda na produtividade e conversão. O desempenho do sistema contínuo se deve, provavelmente, ao crescimento mais intenso das leveduras durante os ensaios em contínuo, devido ao maior tempo de operação em relação aos descontínuos. |
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Estudo da coimobilização de glicoamilase e levedura para a fermentação alcóolica contínua de materia-prima amilácea.Untitled in englishAlcoholic fermentationFermentação alcoólicaEstudou-se a produção contínua de etanol a partir de materia-prima amilácea, pelo processo simultâneo de sacarificação e fermentação, utilizando-se enzima e levedura coimobilizadas em gel de pectina. Amiloglicosidase foi imobilizada em silica de porosidade controlada, coimobilizada com levedura de panificação em partículas esféricas de gel de pectina. Esse biocatalisador foi utilizado para produzir etanol a partir de xarope liquefeito de farinha de mandioca, em arranjo de três reatores de leito fixo, dispostos em série. Ensaio em contínuo mostrou desempenho inferior ao obtido para o mesmo biocatalisador, em condições operacionais semelhantes as do ensaio descontínuo: produtividade caiu de 8,3 g/l/h para 5,8 g/l/h, com ausência de glicose livre em todos os tempos de residencia operados. Estudo da influência da velocidade superficial de escoamento no reator mostrou o sistema limitado pela resistência ao transporte de massa externo. Colocação de reciclo no primeiro reator mostrou que, na faixa de velocidades superficiais em que se operou o reciclo, o aumento da taxa de reciclo implica em queda na produtividade e conversão. O desempenho do sistema contínuo se deve, provavelmente, ao crescimento mais intenso das leveduras durante os ensaios em contínuo, devido ao maior tempo de operação em relação aos descontínuos.This work deals with the continuous production of ethanol from starch, through simultaneous saccharification and fermentation, making use of enzyme and coimmobilized in gel of pection. Amyloglucosidase was immobilized in sílica with controlled porosity, after silanyzation and activation of the support with glutaraldehyde. The sílica containing enzyme was coimmobilized with bakers yeast in spherical pellets of pectin gel. This biocatalyst was utilized to produce ethanol from liquefied manioc root flour syrup, in three fixed bed reactors, disposed in series. The decision of making use of pectine gell was based on rupture resistance tests of the gel, during fermentation runs. These experiments showed that particle diameter is the most importantb variable affecting pellet resistence. The load of immobilized yeast was defined after studies concerning the influence of ethanol concentration over the performance of continuous alcoholic fermentation of sugar cane molasses, with entrapped yeast in pectin gel. The process remained stable up to ethanol concentrations of 86.6 g/l, and achieved high productivity (maximum of 56.8 g ethanol/1/h). The load of enzyme for the continuous experiments 3.77 U/ml of reactor was defined with AID of batchwise kinetic study experiments, envolving various enzyme/yeast relations, for the simultaneous process. Enzyme loads, used in these kinetic studies, were set with the help of previous studies concerning the influence of the amount of enzyme offered for immobilization on the biocatalyst activity. Continuous runs presented worse performance than discontinuous ones, for the same biocatalyst and operational conditions productivity fell from 8.3 to 8.9 g/l/h, with absence of free glucose in all the employed residence times Study of the influence of the reactor superficial flow velocities showed that the system in limited by external mass transfer resistance. For velocities less orequal 3.1x10-4 cm/s, the productivity is lower than that obtained for velocities of 3.7x10-4 cm/s, increasing the velocity between 3.7x10-4 and 7.6x10-4 cm/s did not result in better performance. The addition of recycle in the first reactor, for superficial velocities above 3.7x10-4 cm/s, caused a decrease of productivity and conversion, as the recycle rate was increased. The improved performance of the continupus system with greater superficial velocities, however, was not enough to reach the batch standard performances. That is probably due to yeast population growth in the continuous system, certainly greater than in batch experiments in view of the shorter duration of the last ones. This grouth probably occurs around the sílica particles, and may be responsable for the diminution of the apparent hydrolisys rate in the continuous system, in consequence of the increased substract mass transfer resistance, caused by the large amount of cells present in the system.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSchmidell Netto, WillibaldoGiordano, Raquel de Lima Camargo1992-09-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-19092025-142808/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-09-19T17:32:02Zoai:teses.usp.br:tde-19092025-142808Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-19T17:32:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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