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Biblioteca(s): | Embrapa Florestas.
Data corrente: | 23/12/2014
Data da última atualização: | 23/09/2016
Autoria: | SCHROEDER, B. G.
Título: | Estudo de aplicação de lodo de reciclagem de papel em processo de produção de etanol lignocelulósico.
Ano de publicação: | 2014
Fonte/Imprenta: | 2014.
Páginas: | 148 f.
Idioma: | Português
Notas: | Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Regional de Blumenau, Blumenau. Orientadoras: Lorena Benathar Ballod Tavares e Patrícia Raquel Silva.

Conteúdo:

A produção de etanol de segunda geração a partir da hidrólise enzimática de biomassas
lignocelulósicas é uma alternativa importante para a crescente demanda por biocombustíveis.
O uso de resíduos agroindustriais para produção de celulases permite o desenvolvimento de
bioprocessos empregando-se substratos alternativos e de baixo custo, bem como a redução da
degradação ambiental causada pelo descarte desses resíduos. A degradação microbiana da
celulose é o mais importante processo de decomposição. Este trabalho teve por objetivo
realizar a caracterização de um lodo de papel reciclado (LPR), o isolamento e avaliação de
fungos filamentosos com potencial de produção de celulases e xilanase com vistas à hidrólise
do lodo e também a avaliação de dois processos distintos para produção de etanol
lignocelulósico: a hidrólise e fermentação separadas (SHF) e a sacarificação e fermentação
simultâneas (SSF), utilizando uma enzima comercial. A caracterização do lodo apresentou pH
de 7,88; elevados teores de umidade (65%) e de cinzas (58%, base seca); e teores
relativamente baixos de carboidratos (33,5%, base seca) em comparação com outros lodos de
reciclagem avaliados na literatura. Observou-se que a maior fração das cinzas é composta por
cálcio, provavelmente relacionado à presença de carbonato de cálcio (CaCO3). Foram isolados
35 fungos, sendo que 21 (60%) apresentaram reação positiva para xilanase (meio ágar xilana)
e 17 apresentaram reação positiva para celulases (meio CMC e avicel). O fungo isolado LEB
15Eb, classificado como Penicillium sp., foi selecionado para cultivo em fermentação em
estado sólido (FES). A FES foi conduzida com as biomassas, pupunha (Bactris gasipaes
Kunth), farinha de soja e farelo de mandioca em diferentes proporções (pupunha/farinha de
soja) 6:4, 7:3, 8:2, 9:1 e 10:0, e horas de cultivo, 0, 48, 96, 144 e 192 h. As maiores atividades
enzimáticas foram observadas no tratamento 8:2 em 96 h de cultivo. Esse foi o experimento
repetido em grande quantidade para produção do extrato enzimático. Após obtenção do
extrato, esse foi concentrado em rotavapor e foram determinadas as atividades de CMCase,
Xilanase, Avicelase e ?-Glicosidase, e teor de proteínas. Observou-se o aumento da atividade
após concentração do extrato, no entanto quando aplicado à hidrólise do lodo, o maior
rendimento foi de 6,6%, com produção de 2,7 g.L-1
de açúcares solúveis totais. Foi conduzido
um experimento de esterilização do lodo em três condições distintas: esterilizado em
autoclave, com azida de sódio e lodo sem esterilização. Comprovou-se que a esterilização é
imprescindível para garantir maiores rendimentos de hidrólise e que a esterilização por
autoclave apresentou resultados similares aos da esterilização química, indicando que o
processo térmico não atuou como um pré-tratamento. O experimento de hidrólise enzimática,
conduzido a partir de LPR e polpa de celulose em diferentes temperaturas (35, 37, 43, 50 e 55
°C), mostrou a partir dos rendimentos que a temperatura ideal de hidrólise tanto do lodo
quanto da polpa é de 43 °C. Com base em estudos preliminares, foi definida a concentração
de 6% de enzima para os experimentos de SHF e SSF. Também foi definida a utilização da
cepa de S. cerevisiae PE-2 para a condução das fermentações, que apresentou maior
conversão de glicose em etanol (89%) comparada à cepa CAT-1 (63,2%). O estudo dos
processos SHF e SSF monstrou que os maiores valores de rendimento em etanol foram
obtidos no processo SSF, 55,7% e em menor tempo (72 h), enquanto o maior valor no
processo SHF foi de 45,8% e tempo de processo de (84 h). A utilização do processo SSF para 
produção de etanol mostrou-se mais viável, porém estudos de remoção de cinzas e a possível
utilização de um microrganismo fermentador de hexoses e pentoses deve ser considerada em
trabalhos futuros. O isolamento de microrganismos mostrou-se eficiente para seleção de
linhagens com potencial de uso biotecnológico. A fermentação em estado sólido é indicada
para a produção de enzimas, uma vez que utiliza resíduos que são problema para o meio
ambiente, tem baixo custo de produção de enzimas hidrolíticas, técnica simples, não requer
equipamentos sofisticados e tem aplicação prática, porém o aprimoramento da técnica de
concentração e a purificação são fundamentais. A utilização do lodo de papel reciclado para
fins de produção de etanol é vantajosa, pois o processo não necessita pré-tratamento da
biomassa, não necessita adição de suplementação na fermentação, além do baixo custo da
matéria-prima.

Palavras-Chave: | Etanol lignocelulósico; Lodo; Papel reciclado.
Categoria do assunto: | --
Registro original: | Embrapa Florestas (CNPF)
Exemplares: | CNPF - (53157-1) - UPA - TS - PP - TS2008 -  - 14.02008 - DIS