dc.contributor.author | Paula, Alex Ribeiro de | |
dc.date.accessioned | 2020-05-22T21:17:01Z | |
dc.date.available | 2020-05-22T21:17:01Z | |
dc.date.issued | 2020-02-23 | |
dc.identifier.citation | PAULA, Alex Ribeiro de. Monitoramento da hidrólise enzimática de bagaço de cana-de-açúcar por métodos espectrofotométricos. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12786. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12786 | |
dc.description.abstract | The production process of 2nd generation ethanol (2G), using sugarcane bagasse, is a promising way to increase ethanol production without increasing the cultivation area. However, the process has been studied to become economically viable. This fact stems from several factors, among them: extraction of fermentative compounds from sugarcane bagasse, separation of enzymatic inhibitors and the great energy demand for the agitation of the mixture. In this process, sugarcane bagasse is used as a substrate, and must undergo the pretreatment process to expose the fibers and facilitate the hydrolysis of the cellulose into glucose. Although there are several ways of performing the hydrolysis of the pretreated
bagasse, the enzymatic route reduces the amount of inhibitors produced by the traditional chemical routes, which adversely affect the fermentation process. On the other hand, the enzyme complex is expensive, thus increasing the cost of the process. Thus, the design of the reaction system and the definition of the process conditions must be analyzed to maximize the specific productivity of the enzyme. A non-conventional reactors system has been built in the Bioprocess Automation and Development Laboratory (LADaBio – UFSCar) to work around the issues discussed earlier. The reactionary system is complex and the attempt to use phenomenological models to describe it would make the problem intractable. Therefore, simplified kinetic models have been developed for this system. Due to the expected deviation between model and reaction, a monitoring system using spectroscopy in the near infrared and
visible ultraviolet region, combined with the method of partial least squares and cross validation, was studied to monitor the reaction. Data from four assays performed were used to adjust mathematical models for predicting the concentrations of cellobiosis, glucose and xylose. As it is a complex system, it was concluded that the models generated were able to predict carbohydrate concentrations with great precision. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Etanol 2G | por |
dc.subject | Modelagem de processos | por |
dc.subject | Monitoramento de hidrólise enzimática | por |
dc.subject | Bagaço de cana-de-açúcar | por |
dc.subject | Reator semicontínuo | por |
dc.subject | 2G Ethanol | eng |
dc.subject | Process modeling | eng |
dc.subject | Enzymatic hydrolysis monitoring | eng |
dc.subject | Sugarcane bagasse | eng |
dc.subject | Semicontinuous reactor | eng |
dc.title | Monitoramento da hidrólise enzimática de bagaço de cana-de-açúcar por métodos espectrofotométricos | por |
dc.title.alternative | Monitoring of enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse by spectrophotometric methods | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Ribeiro, Marcelo Perencin de Arruda | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0381402687491195 | por |
dc.description.resumo | O etanol de 2ª geração (2G), produzido a partir do bagaço de cana-de-açúcar, é uma maneira promissora de aumentar a produção de etanol sem aumentar a área de cultivo. No entanto, o processo vem sendo estudado para se tornar economicamente viável. Esse fato decorre de vários fatores, entre eles: extração de compostos fermentativos a partir do bagaço
da cana, separação de inibidores enzimáticos e grande demanda de energia para a agitação da mistura. Nesse processo, o bagaço de cana é utilizado como substrato e deve ser submetido ao processo de pré-tratamento para expor as fibras e facilitar a hidrólise da celulose em glicose. Embora existam várias maneiras de realizar a hidrólise do bagaço pré-tratado, a rota enzimática reduz a quantidade de inibidores produzidos pelas rotas químicas tradicionais, que afetam adversamente o processo de fermentação. Por outro lado, o complexo enzimático é caro, logo aumenta o custo do processo. Assim, o projeto do sistema de reação e a definição das condições do processo devem ser analisados para maximizar a produtividade específica da enzima. Um sistema de reatores não convencional foi construído no Laboratório de Automação e Desenvolvimento de Bioprocessos (LADaBio – UFSCar) para contornar os problemas discutidos anteriormente. O sistema reacional é complexo e a tentativa de usar modelos fenomenológicos para descrevê-lo tornaria o problema intratável. Portanto, modelos cinéticos simplificados foram desenvolvidos para este sistema. Devido ao desvio esperado entre modelo e reação, um sistema de monitoramento utilizando a espectroscopia na região do infravermelho próximo e do ultravioleta visível, aliado ao método dos mínimos quadrados parciais e validação cruzada, foi estudado para monitorar a reação. Dados de quatro ensaios realizados foram utilizados para ajustar modelos matemáticos de predição das concentrações de celobiose, glicose e xilose. Por se tratar de um sistema complexo, concluiu-se que os modelos gerados foram capazes de predizer as concentrações dos carboidratos com uma ótima precisão. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.description.sponsorshipId | CNPq: 130253/2019-7 | por |
dc.description.sponsorshipId | CAPES: Código de Financiamento 001 | por |
dc.description.sponsorshipId | FAPESP: 2016/10636-8 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/3069370825503975 | por |