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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9K5KBG
Tipo: | Monografias de Especialização |
Título: | Produção de etanol de segunda geração |
Autor(es): | Leandro Florentino de Andrade |
Primeiro Orientador: | Carlos Augusto Rosa |
Primeiro Coorientador: | Fernanda Badotti |
Resumo: | As técnicas de produção do álcool, na antiguidade apenas restritas à fermentação natural ou espontânea de alguns componentes vegetais, como açúcares, começaram a se expandir a partir do processo da destilação. O desenvolvimento de tecnologias para produção de etanol a partir de materiais lignocelulósicos mostra-se promissor devido às várias vantagens da utilização de biomassa residual para produção de etanol de segunda geração. Dessa forma, pode consistir em uma alternativa tecnológica, pois o bagaço de cana-de-açúcar, principal material lignocelulósico em países tropicais, possui enorme potencial energético. O bagaço da cana-de-açúcar é um dos subprodutos da indústria, assim como a palha. O bagaço pode servir como matéria-prima na produção de etanol ao ser submetido à hidrólise ácida ou enzimática, nas quais as frações de celulose e hemicelulose são convertidas a hexoses e pentoses que podem ser fermentadas à etanol. Há dois principais processos para a produção do etanol lignocelulósico ou de segunda geração. Em um deles, a celulose é submetida ao processo de hidrólise enzimática, utilizando-se enzimas denominadas celulases. Há ainda a hidrólise ácida, feita com ácido clorídrico ou ácido sulfúrico concentrados ou diluídos. Ambos processos produzem um hidrolisado rico em glicose que é então fermentado a etanol com a finalidade de melhorar o potencial dos hidrolisados hemicelulósicos ricos em pentoses, para posterior utilização em processos de conversão. Vários tratamentos têm sido utilizados para remover ou reduzir as concentrações dos compostos tóxicos presentes nos meios fermentativos, visando a superação do efeito negativo destes inibidores nos hidrolisados. O conhecimento acerca de espécies de leveduras que fermentam pentoses ainda é limitado. Quatro novas espécies de leveduras fermentadoras de D-xilose do clado Spathaspora são encontradas no norte do Brasil. Estas espécies encontram-se descritas como Spathaspora brasiliensis, Spathaspora suhii, Spathaspora roraimanensis, Spathaspora xylofermentans. Todas estas espécies são capazes de fermentar D-xilose durante o crescimento aeróbico, embora com diferentes eficiências. Dentre outras espécies que fermentam D-xilose, pode-se citar: Pachysolen tannophilus, Scheffersomyces stipitis, Scheffersomyces shehatae, Candida tenuis, Brettanomyces naardenensis e Scheffersomyces segobiensis. As linhagens nativas da levedura Saccharomyces cerevisiae, organismo de escolha para a produção de etanol em processos fermentativos, são incapazes de metabolizar a D-xilose oriunda da fração hemicelulósica. Visando avançar e tornar a produção de etanol de segunda geração mais eficiente, recomenda a incorporação de técnicas da biologia molecular, a fim de dotar as linhagens de S. cerevisiae utilizadas com a capacidade de fermentar também a D-xilose. |
Abstract: | The techniques of alcohol production in antiquity, only restricted to natural or spontaneous fermentation of some plant components such as sugars, began to expand from the development of the distillation process. The development of technologies to produce ethanol from lignocellulosic materials is promising due to several advantages of the use of residual biomass for second generation ethanol. Thus, it can be a technological alternative, because the sugar cane bagasse, the main lignocellulosic material in tropical countries, has enormous energy potential. The sugar cane bagasse is a byproduct of the sugar industry, as well as straw. Bagasse can serve as feedstock for ethanol production, being subjected to acid or enzymatic hydrolysis, in which the cellulose and hemicellulose fractions are converted to hexoses and pentoses that can be fermented to ethanol. There are two main processes for producing lignocellulosic or second generation. Ethanol first, the pulp is subjected to an enzymatic hydrolysis process, using enzymes called cellulases. There is also the acid hydrolysis, taken with concentrated or diluted hydrochloric or sulfuric acid. Both processes produce a hydrolyzate rich in glucose which is then fermented to ethanol with a view to improving the potential of hemicellulose hydrolyzates, richin pentoses, for use in a subsequent conversion processes. Various treatments have been used to remove or reduce the concentrations of toxic compounds present in the fermentation media, aiming to overcome the negative effect of these inhibitors in the hydrolyzates. The knowledge about yeast species which ferment pentoses is limited. Four new species of D-xylose-fermenting yeasts from the clade Spathaspora are found in northern Brazil. These species are described as Spathaspora brasiliensis, Spathaspora suhii, Spathaspora roraimanensis, Spathaspora xylofermentans. All of these species are able to ferment D-xylose during aerobic growth, albeit with different efficiencies. Among other D- xylose-fermenting species are: Pachysolen tannophilus, Scheffersomyces stipitis, Scheffersomyces shehatae, Candida tenuis, Brettanomyces naardenensis and Scheffersomyces segobiensis. Native strains of the yeast Saccharomyces cerevisiae, the main organism used in the production of ethanol from fermentative processes were unable to metabolize, D -xylose originating from the hemicellulose fraction. Aiming to move forward and make the production of second generation ethanol more efficient, its recommended the incorporation of molecular biology techniques in order to provide the S. cerevisiae strains used to be able to ferment D -xylose. |
Assunto: | Microbiologia Bagaço de cana Leveduras (Fungos) Fermentação Alcool |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9K5KBG |
Data do documento: | 31-Mar-2014 |
Aparece nas coleções: | Especialização em Microbiologia |
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