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Pirassununga; s.n; 30/07/2013. 132 p. ilus.

Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-6970

Resumo

A conversão de bagaço de cana-de-açúcar (BCA) em etanol de segunda geração é um processo que ainda possui muitos desafios devido a sua estrutura química formada pela celulose que é envolvida pela hemicelulose e principalmente pela resistente lignina. Para promover a desnaturação da lignina e recuperação de celulose, pode-se recorrer a aplicação de tecnologia combinada com enzimas eficientes. Neste trabalho foi investigado o emprego de CO2 sub e supercrítico no pré-tratamento do BCA, qualificando-o como biomassa para o processo de hidrólise da celulose na produção de etanol. A composição química do BCA pré-tratado com CO2, sub e supercrítico foi avaliada utilizando a combinação de dióxido de carbono supercrítico e vários modificadores de polaridade (etanol, água, hidróxido de sódio) e um pós-tratamento térmico com hidróxido de sódio em comparação com o BCA sem pré-tratamento. Os melhores resultados de composição química foram hidrolisados com dois complexos enzimáticos celulásicos (A e B) e os rendimentos de AR (açúcares redutores) foram comparados entre si e entre o BCA hidrolisado sem pré-tratamento. Os resultados mostram que houve uma deslignificação de até 42,74 % e recuperação de 48,56 % de celulose quando se utilizou etanol e água como modificador de polaridade no BCA pré-tratado com CO2 supercrítico (60°C, 200 bar, 6 h) combinado com pós-tratamento térmico a 100°C com solução diluída de hidróxido de sódio. Essa condição apresentou a melhor eficiência de hidrólise e rendeu 71,85±0,43 g/100 g de celulose + hemicelulose de BCApt em base seca de AR, utilizando o complexo enzimático B com suplementação de β-glicosidase. A partir dos resultados apresentados neste trabalho, pode-se concluir que o tratamento CO2 supercrítico combinado com pós-tratamento térmico com hidróxido de sódio é uma alternativa eficiente e promissora para realizar o pré-tratamento da matéria-prima lignocelulósica em temperaturas relativamente baixas, o que se torna uma vantagem aos pré-tratamentos convencionais com uso de temperaturas elevadas o que pode promover a formação de inibidores de fermentação. (AU)

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The conversion of sugar cane bagasse (SCB) to second generation ethanol is a process that still has many challenges due to their chemical structure made by cellulose which is involved by hemicellulose and mainly engaged by the lignin resistant. To promote lignin denaturation and cellulose recovery it can be resorted to the application of technology combined with efficient enzymes. In this study was investigated the use of sub and supercritical CO2 in the pretreatment of SCB, qualifying it as biomass to the process of cellulose hydrolysis in ethanol production. The chemical composition of pretreated SCB (pt-SCB) with CO2, sub and supercritical, was assessed using a combination of supercritical carbon dioxide and various polarity modifiers (ethanol, water, sodium hydroxide), and a subsequent treatment heat with sodium hydroxide in comparison with SCB without pretreatment. The best results of chemical composition were hydrolyzed with two cellulosic enzymatic complexes (A and B) and AR (sugars reducers) yields were compared between each other and between hydrolyzed SCB without pretreatment. The results show that there was a delignification of up to 42.74% and 48.56% recovery of cellulose when ethanol and water was used as SCB polarity modifier, pretreated with supercritical CO2 (60°C, 200 bar, 6 h) combined with subsequent heat treatment at 100°C with diluted solution of sodium hydroxide. This condition showed the best efficiency of hydrolysis and yielded 71.85 (± 0.43) g/100g of cellulose and hemicellulose pt- SCB on a dry basis of AR, using the enzymatic complex B supplemented with β-glucosidase. From the results presented in this work, it can be concluded that treatment with supercritical CO2 combined with subsequent heat treatment with sodium hydroxide is an effective and promising alternative to perform pretreatment of lignocellulosic raw material at relatively low temperatures, which becomes an advantage to conventional pretreatment with the use of high temperatures which can promote the formation of fermentation inhibitors. (AU)

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