Resumo |
A sacarificação e fermentação simultânea (SSF) de biomassa em altas concentrações de sólidos é um método promissor para aumentar a concentração de etanol no final do processo. No entanto, a biomassa lignocelulósica é um material heterogêneo e insolúvel em água e o aumento da sua concentração no meio reacional influencia negativamente na taxa de conversão em etanol. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do aumento da concentração de bagaço de cana-de-açúcar e a forma de alimentação do reator, com enzimas e bagaço, no rendimento em etanol do processo SSF. Neste sentido, o bagaço de cana-de-açúcar foi pré-tratado com ácido e base de forma a remover a hemicelulose e a lignina respectivamente. O bagaço pré-tratado foi então caracterizado e utilizado como substrato no processo SSF. O processo SSF foi realizado à 42 oC utilizando leveduras em uma DO (600nm) inicial igual a 2 e enzima comercial (Celluclast 1.5 L) na concentração final de 15 FPU por grama de substrato. Seis condições foram testadas no processo no qual se variou a forma de alimentação do reator com relação a enzima e o bagaço. Os resultados obtidos mostram um aumento da concentração de etanol com o aumento da concentração de biomassa, e que em nenhuma das condições testadas houve hidrólise completa da celulose. Portanto, o que se observou foi que uma mesma quantidade de enzima hidrolisou uma quantidade maior de celulose com o aumento da quantidade de bagaço. Além disso, verificou-se uma diminuição do rendimento com o aumento da concentração de biomassa. A maior concentração de etanol obtida com o aumento da concentração de sólidos no processo é devido, provavelmente, ao aumento da quantidade de celulose amorfa no meio reacional. Já o menor rendimento está relacionado a efeitos reológicos que dificultam o fluxo de enzimas e substratos. Quando se avaliou o efeito da adição gradual de enzimas, concentrações semelhantes de etanol foram obtidas, sugerindo que as enzimas não perdem, significativamente, sua atividade ao longo do processo. No Brasil parte do bagaço é queimado para gerar energia na própria indústria, no entanto, há um excedente que é deixado no campo. O que tem sido proposto é utilizar esse excedente para produção de etanol. No entanto, pelos resultados obtidos nesse estudo sugere-se a utilização de todo o bagaço gerado na moagem da cana para produção de etanol. Neste caso, o bagaço que seria utilizado para queima e produção de energia é aquele bagaço residual que não é hidrolisado durante o processo. |