Comparação da produção de etanol 2G por bioprocessamento consolidado a partir de bagaço e palha da cana

dc.contributor.advisor1Milessi Esteves, Thais Suzane
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7000002745065879
dc.contributor.authorSertori, Maria Clara
dc.date.accessioned2025-07-24T19:14:53Z
dc.date.issued2025-02-18
dc.description.abstractGiven the current scenario marked by the dominance of fossil fuels, the search for highly efficient renewable energy sources is growing more and more. One alternative is to make better use of lignocellulosic materials from sugarcane to produce second-generation ethanol (2G). One of the challenges of this process is the efficient hydrolysis of biomass due to the high cost of hydrolytic enzymes, the complex structure of biomass and the fact that some of the cellulolytic enzymes adsorb onto the lignin contained in its structure, so that the type of biomass used can interfere with the efficiency of this process. Consolidated Bioprocessing (BPC), in turn, stands out as a technique in which enzyme production, biomass hydrolysis and sugar fermentation occur simultaneously in a single bioreactor using recombinant microorganisms. In this sense, the present study aimed to evaluate the BPC of different biomasses (bagasse and sugarcane straw), as well as different strategies to improve the efficiency of the hydrolysis stage and consequently the production of ethanol. For this purpose, the genetically modified yeast Saccharomyces cerevisiae AC14, which secretes seven hydrolytic enzymes, was used in the BPC of sugarcane straw and bagasse pretreated hydrothermally, both subjected to freezing to improve the access of enzymes to the biomass or to the addition of soybean protein as a strategy to bypass the adsorption of enzymes, acting as sacrificial molecules. The cultivation time was 12 hours, and to evaluate the results, analyses of yeast viability, optical density (OD), pH of the medium, enzymatic activity and quantification of substrates and products by high-performance liquid chromatography (HPLC) were performed. In general, the tests with both biomasses presented similar performance, with productivities around 1.2 g/L/h. Freezing favored crops using both biomasses, but the addition of soy protein favored only crops with straw, showing the influence of the type of biomass in the process. Thus, BPC represents an interesting alternative for the production of 2G ethanol, and freezing and the addition of soy protein are attractive methods to increase crop efficiency.eng
dc.description.resumoDiante do cenário atual marcado pela dominância do uso de combustíveis fósseis, a busca por fontes de energias renováveis com alta eficiência cresce cada vez mais. Uma alternativa é o melhor aproveitamento dos materiais lignocelulósicos da cana-de-açúcar para a produção de etanol de segunda geração (2G). Um dos desafios deste processo, é a hidrolise eficiente da biomassa devido ao alto custo das enzimas hidrolíticas, à estrutura complexa da biomassa e ao fato de parte das enzimas celulolíticas adsorverem na lignina contida em sua estrutura, de forma que o tipo de biomassa utilizada pode interferir na eficiência desse processo. O Bioprocessamento Consolidado (BPC), por sua vez, se destaca como uma técnica onde a produção de enzimas, a hidrólise da biomassa e a fermentação de açúcares acontecem simultaneamente em um único biorreator pelo uso de microrganismos recombinantes. Neste sentido, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o BPC de diferentes biomassas (bagaço e palha de cana), assim como diferentes estratégias para melhorar a eficiência da etapa de hidrólise e consequentemente a produção de etanol. Para isso, a levedura geneticamente modificada Saccharomyces cerevisiae AC14, que secreta sete enzimas hidrolíticas, foi utilizada no BPC da palha e do bagaço de cana-de-açúcar pré-tratados hidrotermicamente, ambos submetidos ao congelamento para melhorar o acesso das enzimas à biomassa ou à adição de proteína de soja como estratégia para contornar a adsorção das enzimas, atuando como moléculas de sacrifício. O tempo de duração dos cultivos foi de 12 horas, e para avaliar os resultados foram feitas análises de viabilidade das leveduras, densidade óptica (DO), pH do meio, atividade enzimática e quantificação de substratos e produtos por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). De maneira geral os ensaios com ambas as biomassas apresentaram performance semelhante, com produtividades em torno de 1,2 g/L/h. O congelamento favoreceu os cultivos utilizando ambas biomassas, porém a adição de proteína de soja favoreceu apenas os cultivos com palha, mostrando a influencia do tipo de biomassa no processo. Assim, o BPC representa uma alternativa interessante para a produção de etanol 2G, e o congelamento e a adição de proteína de soja são métodos atrativos para aumentar a eficiência dos cultivos.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipIdProcesso FAPESP 2022/11189-6
dc.identifier.citationSERTORI, Maria Clara. Comparação da produção de etanol 2G por bioprocessamento consolidado a partir de bagaço e palha da cana. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22419.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22419
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQ
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectEtanol 2G
dc.subjectBagaço de cana
dc.subjectPalha de cana
dc.subjectBioprocessamento consolidado
dc.subjectFermentação
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
dc.titleComparação da produção de etanol 2G por bioprocessamento consolidado a partir de bagaço e palha da cana
dc.title.alternativeComparison of 2G ethanol production by consolidated bioprocessing of sugarcane bagasse and straweng
dc.typeTCC

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