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Universidade Federal de SergipePrograma de Ps-Graduao em Biotecnologia

Seminrio - Produo de bioetanol de 2 gerao

Discente: Joice Correia dos SantosProfessor: Daniel Pereira Aracaju 20132

SumrioIntroduoArtigosObjetivosMetodologiaResultadosDiscussesConcluses3

INTRODUOBioetanol

Desafios do sculo 21Aumentar a demanda de energia de combustveis transporte e processos industriais

Alternativa para substituio de combustveis fosseis

Materiais primas 2 geraoresduos agrcolas (palha e bagao)baixo custo e disponvel em abundnciaNo faz uso de recursos alimentares

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INTRODUO Materiais lignocelulsicos A celulose est firmemente ligada a hemicelulose e a ligninaresistncia da lignina a degradao

Viabilidade econmica da produoPr-tratamentosAlterar a estrutura e a composio qumica Hidrolise enzimtica de hidratos de carbono

Fonte do esquema: SANTOS, Fernando A. et al . Potencial da palha de cana-de-acar para produo de etanol.Qum. Nova, So Paulo , v. 35,n. 5, 2012 5INTRODUOTcnicas de pr-tratamento

Exploso de vaporTratamento alcalinocido diludoDixido de enxofrePerxido de hidrognioOrganosolve

Amplamente utilizados nas IndustriasDeslignificao e solubilizao da hemicelulose

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INTRODUOCritrios para utilizao dos pre-tratamentos

Maximizar o rendimento de acares fermentescveis;

Evitar ou minimizar a degradao de hidratos de carbono;

Evitar a formao de subprodutos inibidores do crescimento microbiano;

Fonte do Esquema: SANTOS, Fernando A. et al . Potencial da palha de cana-de-acar para produo de etanol.Qum. Nova, So Paulo , v. 35,n. 5, 20127

INTRODUOCompostos inibitrios de hidrolisados

cido alifticos (cido actico, cido frmico);Furaldeidos (furfural e 5-hidroximetilfurfural (HMF));Compostos aromticos (compostos fenlicos)

8INTRODUOHidrolise da celulose

40% do custo total da produo do etanol = Enzima comercial

= Enzima bruta fungos filamentosos celulolticos Trichoderma reesei + Aspergilus fumigatusfermentao em estado slido (FES)

9INTRODUOMicrorganismos fermentadores

Pichia stipitis - pentoseSaccharomyces cerevisaeZymomonas

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11Objetivos

Desenvolver um processo de co-cultura das estirpes de Trichoderma reesei e Aspergillus fumigatus para produo de beta glicosidase por fermentao em estado slido;

sacarificao enzimtica de palha de arroz pr-tratada para melhor rendimento de acares fermentaveis;

otimizao da produo de etanol pelas linhagens de Saccharomyces cerevisae e Zymomonas.

12Objetivos

Analisar a influncia de inibidores formados durante a exploso de vapor da biomassa lignocelulosica em fermentao do etanol por P. stipis.

Inibidores - cido cetico, furaldeido (furfural e 5-hidroximetilfurfural (HMF)

13Materiais e mtodos

1- Microrganismos e condio cultural

2 - Substratos para crescimento e produo de enzima farelo de trigo e palha de arroz / pr tratamento alcalino

3 - Pr-tratamento da palha de arroz para sacarificao enzimtica alcalino, cido e perxido de hidrognio

4 - Fermentao em estado slido umidade, quantidade de substrato e conc. de NaOH 5- Mtodos analticosBeta-glucosidade, endoglucanase, xilase, car redutores, proteinas

6-Microscopia eletrnica de varredura

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Fermentao em estado slido15

Resultados e discusses

Elevado rendimento da xilanase e endoglucanase16

Pr-tratamento da palha de arroz para sacarificao enzimtica alcalino, cido e perxido de hidrognio

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C.mx acar 19,9g/L a 2 NaOH18

Reduo de conc. Acar aps 24h20 a 40 U/g aumenta a conc. acarpH timo da enzima19

Otimizao da Produo de etanol

Produo de 40,1 g/L de lcool= a T de 30C, pH 5,9 e concenc. Inoculo 2,1% de leved e razo de 1,53 Zimomonas20Concluso

Os resultados indicaram que: a fermentao fngica produziu um coquetel de enzimas com altas atividades aps otimizao.Houve um rendimento elevado de acar 24,9 g/L, aps pr-tratamento com NOH aps tratamento enzimtico de 40 U/gConverso do hidrolisado = produo de alcool de 40,1 g/L

21Materiais e mtodos

Microrganismos e meioFermentao com meio e substrato modelo( adio dos compostos inibidores separadamente e modelo)Palha de trigo e hidrolisado-matria-prima-palha de trigo pr tratada e sacarificada exploso de vapor e enzima comercial (celulase e beta-glicosidase)Fermentao da palha de trigo hidrolisadaMtodos analticosHPL-inibidores

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Concentrao inicial de aucares e de inibidores da fermentao

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Composio inicial da da palha de trigo hidrolisada para o processo de fermentao

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26Concluses

O cido actico reduz a produo deetanol e com o aumento inibe completamente a fermentao;O furfural atrasou a as taxas de consumo e acar;A concentrao final de etanol foi de 12,2 g/L (10,9 g etanol/100g de MS)

27OBRIGADA!