Como continuamente se vê aumentada a demanda por energia, principalmente em face do rápido crescimento da população e do desenvolvimento industrial, faz-se necessário incrementar fontes de energia alternativas. Com esse intuito, desenvolveu-se um processo de produção de etanol utilizando conjuntamente, e em várias combinações, a batata-doce, o milho e a mandioca, otimizando-se esse processo em três ensaios. O primeiro ensaio foi realizado para se avaliar o efeito das concentrações das enzimas α-amilase (Liquozyme® SC) e glicoamilase (Spirizyme® Fuel), no processo de hidrólise do amido sobre o teor de glicose. O segundo ensaio avaliou o efeito do tempo de fermentação e da concentração da levedura Sacharomyces cerevisiae, sobre o teor de etanol. Na última etapa explorou-se a fermentação das três matérias-primas (batata-doce industrial, mandioca e milho) em diferentes combinações, utilizando-se as melhores condições encontradas nos 1° e 2° ensaios. As matérias-primas batata-doce, mandioca e milho apresentaram teores médios de umidade iguais a 66,77%, 66,52% e 13,77%, respectivamente. O teor de açucares solúveis foi de 3,41% na Batata-doce industrial (BDI), 1,73% na Mandioca (Ma) e de 1,65% no Milho (Mi). Quanto ao teor de amido, a matéria-prima in natura apresentou 22,11% e 20,22% para a batata-doce industrial e mandioca, respectivamente. Os grãos de milho, triturados, possuíam 41,72%. Os resultados dos ensaios mostraram que a faixa ótima para máximo rendimento de açucares redutores ocorreu quando 0,36 ml (0,45 g/Kgamido) de α-amilase (Liquizyme® SC) e 10,18 ml (11,71 g/Kgamido) de glicoamilase (Spirizyme® Fuel) foram utilizados por kg de amido (base seca), e que a condição otimizada para fermentação da mistura (BDI, Ma e Mi) foi de 2,25 % de levedura e 24 horas de fermentação, sob a qual obteve-se o maior rendimento de etanol. Quando se compararam as diferentes combinações das matérias-primas, verificou-se que a mistura das amiláceas (BDI, Ma e Mi), com teor de amido proporcional, produziu o maior volume de etanol, com valor médio igual a 13301,62 L/ha. / How continually see increased demand for energy, especially in the face of rapid population growth and industrial development, it is necessary to increase alternative energy sources. To that end, it has developed a process for producing ethanol using at the same time and in various combinations, sweet potatoe, corn and cassava, optimizing this process is in three trials. The first trial was conducted to evaluate the effect of the concentrations of the enzymes α-amylase (Liquozyme ® SC) and glucoamylase (Spirizyme Fuel ®) in the process of hydrolysis of starch on glucose level. The second trial evaluated the effect of fermentation time and the concentration of the yeast Saccharomyces cerevisiae on the concentration of ethanol. In the last step was explored the fermentation of the three raw materials (industrial sweet potato, cassava and maize) in different combinations, using the best conditions found in the 1st and 2nd tests. The raw sweet potato, cassava and corn had average moisture equal to 66.77%, 66.52% and 13.77%, respectively. The soluble sugar content was 3.41% in sweet potato industry (BDI), 1.73% in cassava (Ma) and 1.65% in corn (Mi). As the starch content, the raw material in nature showed 22.11% and 20.22% for industrial sweet potato and cassava, respectively. Corn kernels, crushed, possessed 41.72%. The test results showed that the optimum range for maximum yield of reducing sugars occurred when 0.36 ml (0.45 g/Kgstarch) of α-amylase (Liquizyme ® SC) and 10.18 ml (11.71 g/Kgstarch) of glucoamylase (Spirizyme Fuel ®) were used per kg of starch (dry basis), and that the optimal condition for fermentation of the mixture (BDI Ma and Mi) was 2.25% yeast and 24 hours of fermentation, in which gave the highest yield of ethanol. When comparing different combinations of raw materials, it was found that the mixture of starch (BDI Ma and Mi), with proportional starch produced the largest amount of ethanol, with an average value of 13,301.62 L/h.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7929_1.pdf: 1925420 bytes, checksum: cdcc9943e398196f0c9042f519b9d1d4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Objetivando a otimização da reação de hidrogenólise direta da biomassa amilácea, com obtenção de sacarídeos (maltose, glicose) e de polióis (sorbitol, arabitol, xilitol), de forma seletiva com minimização do tempo de reação e com aumento de rendimento em produtos de altos valores agregados, buscou-se um novo sistema catalítico capaz de operar em condições de baixo pH (em torno de 3), sem prejuízo da fase ativa (níquel e/ou rutênio) suportada em carvão ativado. Estudos aprofundados da hidrogenólise direta da suspensão de amido em meio ácido, abordam mecanismos cinéticos relativos às etapas de hidrólise, hidrogenação e hidrogenólise destas reações conduzindo a um modelo cinético de 1a ordem em relação aos reagentes e produtos intermediários, utilizando catalisadores suportados em carvão ativado e níquel ou rutênio como fase ativa. Neste trabalho, foi utilizado um reator tipo tanque mecanicamente agitado (reator de leito de lama) com catalisador em suspensão, com volume de solução aquosa de ácido acético de 500 mL, em presença de 50g de amido e 6g de catalisador, em três temperaturas distintas 473K, 453K e 433K. O hidrogênio, operando em sistema semi-aberto, é introduzido através de um distribuidor de abertura 2μ, com pressão total dentro do reator mantida constante, em torno de 5,03MPa, controlada através de um regulador de pressão. Os catalisadores preparados e caracterizados, foram avaliados procurando-se justificar a melhoria obtida no processo. Os resultados experimentais obtidos para os diferentes sistemas estudados, foram comparados no intuito de definir o sistema ótimo para o processo. O sistema bicatalítico (ácido acético e Ni (10%)-Ru (2%)/C) apresentou conversão ótima em 15 minutos de reação, alcançando neste tempo produção de sorbitol superior a 91%. Os resultados experimentais obtidos para esse sistema considera um modelo fenomenológico simplificado, para a avaliação cinética do processo. As reações de hidrólise e hidrogenação competem com a reação de hidrogenólise, sendo este efeito evidenciado pelo aumento da temperatura. Por outro lado, tem-se uma maior seletividade a temperaturas mais baixas, devido à ausência do ácido (catalisador homogêneo) na superfície do catalisador suportado. Os efeitos da temperatura foram avaliados, no intuito de minimizar as reações de degradações dos sacarídeos oriundos da etapa de hidrólise do amido, obtendo uma maior seletividade, com rendimento em torno de 91% em sorbitol

O selênio é um não metal da família 6A e um micronutriente essencial para a saúde animal e humana, com importante ação antioxidante, atuando na prevenção de diversas doenças. O consumo de biomassa de levedura enriquecida com selênio aumenta sua absorção pelo organismo e reduz o risco dos efeitos tóxicos causados pelo consumo de sua forma inorgânica, selenito de sódio. A produção de leveduras enriquecidas com selênio a partir de resíduos amiláceos e lignocelulósicos como fontes de carbono e de nitrogênio é uma alternativa de baixo custo e inovadora. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo a produção de biomassa de levedura enriquecida com selênio para alimentação animal a partir de resíduos da agroindústria. Foram avaliadas sete linhagens, pertencentes às espécies Candida utilis, Kluyveromyces marxianus, Rhodotorula glutinis e Saccharomyces cerevisiae. Realizaram-se estudos em cultivo submerso com selenito de sódio para avaliar os efeitos no metabolismo microbiano, com ênfase no crescimento celular e incorporação de selênio. Todas as linhagens avaliadas foram capazes de crescer e incorporar selênio, sendo que S. cerevisiae SSS41 apresentou elevada tolerância a esse composto e capacidade de crescimento em hidrolisados amiláceos, acrescidos de selênio. Entre os hidrolisados utilizados no processo fermentativo, o hidrolisado de farelo de soja apresentou elevada concentração de proteínas, não sendo necessária sua suplementação com nutrientes para que a linhagem S. cerevisiae SSS41 produzisse 7,0 g/L de biomassa celular e incorporasse 2375 ppm de selênio. Com a adição de nutrientes e de concentrações mais elevadas de selênio o crescimento celular se manteve constante, porém a incorporação de selênio foi superior a 11000 ppm. Em cultivos realizados com melaço de cana-de-açúcar o crescimento celular foi de 4,17 ± 0,24 g/L, com incorporação de 6528 ± 10 ppm de selênio. Além dos cultivos submersos, também foi realizada fermentação em estado sólido com a levedura R. glutinis CCT-2186, utilizando bagaço de cana-de-açúcar e farelo de arroz hidrolisado como substratos sólidos e hidrolisado de farelo de arroz com e sem a adição de selênio na solução umedecedora. Nos ensaios realizados, a levedura foi capaz de crescer e incorporar 6038 ± 1219 ppm de selênio. O consumo de biomassa de levedura enriquecida com selênio apresenta diversos benefícios à saúde e a utilização de resíduos agroindustriais vegetal é um processo inovador e reduz os custos de produção. / Selenium is an essential micronutrient for animal and human health, with na important antioxidant role, preventing several diseases. Consumption of Se-enriched yeast biomass increases selenium absorption in the digestion process and it is less toxic than its inorganic salt, sodium selenite. The production of Se-enriched yeasts from lignocellulosic and starchy residues as carbon and nitrogen sources is na inexpensive and novel alternative. In this context, the present study aims to produce Se-enriched yeast biomass for animal feed from agroindustrial wastes. Seven yeast strains were evaluated from species Candida utilis, Kluyveromyces marxianus, Rhodotorula glutinis and Saccharomyces cerevisiae. Studies were carried out in submerged culture containing sodium selenite, to verify the effects on microbial metabolism, with emphasis on cell growth and selenium incorporation. All strains evaluated were able to grow and incorporate selenium and S. cerevisiae SSS41 presented high tolerance to this compound and growth capacity in starch hydrolysates containing selenium. Among the hydrolysates used in the fermentation process, soybean bran presented a high protein concentration, and no nutriente supplementation was necessary for the production of 7.0 g/L cellular biomass and incorporation of 2375 ppm of selenium by S. cerevisiae SSS41 strain. With the addition of nutrients and higher concentrations of selenium, cell growth remained steady, but the incorporation of selenium was higher than 11000 ppm. In fermentations carried out with sugarcane molasses, the cell growth of S. cerevisiae SSS41 was 4.17 ± 0.24 g/L, incorporating 6528 ± 10 ppm of selenium. In parallel, solid-state fermentation was carried out with yeast R. glutinis CCT-2186, using sugarcane bagasse and hydrolyzed rice bran as solid substrates and rice bran hydrolyzate with and without the addition of selenium in humidifying solution. In these conditions, the yeast was able to grow and incorporate 6038 ± 1219 ppm of selenium. The consumption of selenium-enriched yeast biomass has several health benefits and the use of agro-industrial wastes is an innovative process and reduces production costs.

O selênio é um não metal da família 6A e um micronutriente essencial para a saúde animal e humana, com importante ação antioxidante, atuando na prevenção de diversas doenças. O consumo de biomassa de levedura enriquecida com selênio aumenta sua absorção pelo organismo e reduz o risco dos efeitos tóxicos causados pelo consumo de sua forma inorgânica, selenito de sódio. A produção de leveduras enriquecidas com selênio a partir de resíduos amiláceos e lignocelulósicos como fontes de carbono e de nitrogênio é uma alternativa de baixo custo e inovadora. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo a produção de biomassa de levedura enriquecida com selênio para alimentação animal a partir de resíduos da agroindústria. Foram avaliadas sete linhagens, pertencentes às espécies Candida utilis, Kluyveromyces marxianus, Rhodotorula glutinis e Saccharomyces cerevisiae. Realizaram-se estudos em cultivo submerso com selenito de sódio para avaliar os efeitos no metabolismo microbiano, com ênfase no crescimento celular e incorporação de selênio. Todas as linhagens avaliadas foram capazes de crescer e incorporar selênio, sendo que S. cerevisiae SSS41 apresentou elevada tolerância a esse composto e capacidade de crescimento em hidrolisados amiláceos, acrescidos de selênio. Entre os hidrolisados utilizados no processo fermentativo, o hidrolisado de farelo de soja apresentou elevada concentração de proteínas, não sendo necessária sua suplementação com nutrientes para que a linhagem S. cerevisiae SSS41 produzisse 7,0 g/L de biomassa celular e incorporasse 2375 ppm de selênio. Com a adição de nutrientes e de concentrações mais elevadas de selênio o crescimento celular se manteve constante, porém a incorporação de selênio foi superior a 11000 ppm. Em cultivos realizados com melaço de cana-de-açúcar o crescimento celular foi de 4,17 ± 0,24 g/L, com incorporação de 6528 ± 10 ppm de selênio. Além dos cultivos submersos, também foi realizada fermentação em estado sólido com a levedura R. glutinis CCT-2186, utilizando bagaço de cana-de-açúcar e farelo de arroz hidrolisado como substratos sólidos e hidrolisado de farelo de arroz com e sem a adição de selênio na solução umedecedora. Nos ensaios realizados, a levedura foi capaz de crescer e incorporar 6038 ± 1219 ppm de selênio. O consumo de biomassa de levedura enriquecida com selênio apresenta diversos benefícios à saúde e a utilização de resíduos agroindustriais vegetal é um processo inovador e reduz os custos de produção. / Selenium is an essential micronutrient for animal and human health, with na important antioxidant role, preventing several diseases. Consumption of Se-enriched yeast biomass increases selenium absorption in the digestion process and it is less toxic than its inorganic salt, sodium selenite. The production of Se-enriched yeasts from lignocellulosic and starchy residues as carbon and nitrogen sources is na inexpensive and novel alternative. In this context, the present study aims to produce Se-enriched yeast biomass for animal feed from agroindustrial wastes. Seven yeast strains were evaluated from species Candida utilis, Kluyveromyces marxianus, Rhodotorula glutinis and Saccharomyces cerevisiae. Studies were carried out in submerged culture containing sodium selenite, to verify the effects on microbial metabolism, with emphasis on cell growth and selenium incorporation. All strains evaluated were able to grow and incorporate selenium and S. cerevisiae SSS41 presented high tolerance to this compound and growth capacity in starch hydrolysates containing selenium. Among the hydrolysates used in the fermentation process, soybean bran presented a high protein concentration, and no nutriente supplementation was necessary for the production of 7.0 g/L cellular biomass and incorporation of 2375 ppm of selenium by S. cerevisiae SSS41 strain. With the addition of nutrients and higher concentrations of selenium, cell growth remained steady, but the incorporation of selenium was higher than 11000 ppm. In fermentations carried out with sugarcane molasses, the cell growth of S. cerevisiae SSS41 was 4.17 ± 0.24 g/L, incorporating 6528 ± 10 ppm of selenium. In parallel, solid-state fermentation was carried out with yeast R. glutinis CCT-2186, using sugarcane bagasse and hydrolyzed rice bran as solid substrates and rice bran hydrolyzate with and without the addition of selenium in humidifying solution. In these conditions, the yeast was able to grow and incorporate 6038 ± 1219 ppm of selenium. The consumption of selenium-enriched yeast biomass has several health benefits and the use of agro-industrial wastes is an innovative process and reduces production costs.