Resumo: Objetivou-se avaliar a produção de etanol por leveduras assimiladoras de xilose, usando como substrato hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana. Foram realizados dois experimentos, em delineamento inteiramente casualizado, com esquema fatorial 2x3, com 4 repetições. O primeiro fator analisado foram dois mostos (mosto proveniente do hidrolisado hemicelulósico do bagaço de cana e mosto sintético), e o segundo três estirpes de levedura (J10, J19.1 e CG). No primeiro experimento empregou-se o hidrolisado original, obtido após hidrólise da fração hemicelulósica do bagaço de cana-de-açúcar e no segundo utilizou-se o hidrolisado concentrado, com maiores concentrações de açúcares. Foram analisadas o consumo dos açúcares, a produção de etanol e de ácido acético e a viabilidade celular e o brotamento das leveduras. Observou-se que as três cepas estudadas produziram etanol a partir da xilose e glicose, sendo que a J10 apresentou maior produção. Também houve produção de ácido acético nas fermentações em que o hidrolisado foi empregado como mosto. A viabilidade celular e o índice de brotamento das leveduras não foram influenciados pelos tratamentos / Abstract: The objective of this research was evaluate the ethanol production by xylose-fermenting yeasts, using as substrate hemicellulosic hydrolysate from sugarcane bagasse. Two experiments were conducted, in a 2 x 3 factorial as a completely randomized design. Treatments corresponded to the musts (sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate and sintetic must) and three yeasts strains (CG, J10 and J19.1). Analyses were performed in four replications. In the first experiment, original hydrolysate, obtained after hydrolyse of the hemicellulosic fraction from sugarcane bagasse and in the second, the concentrate hydrolysate (with high sugars concentration) were used. Sugars consumption, ethanol and acetic acid production and yeast viability and buds rate. Results shown that the three yeasts strains produce ethanol from xylose metabolism, and J10 strain presents high ethanol yield. Also, there was acid acetic production during fermentations process when hydrolysate was used as a must. Cellular viability and bud rates were not affected by treatments / Orientador: Márcia Justino Rossini Mutton / Coorientador: Maria das Graças de Almeida Felipe / Banca: Adilson Roberto Gonçalves / Banca: Marco Antonio de Castro e Souza / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-08Bitstream added on 2014-06-13T18:56:00Z : No. of bitstreams: 1 fugita_tpl_me_jabo.pdf: 1083835 bytes, checksum: 1acdc1c63d2cbddf0b36ce15061b74ee (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Objetivou-se avaliar a produção de etanol por leveduras assimiladoras de xilose, usando como substrato hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana. Foram realizados dois experimentos, em delineamento inteiramente casualizado, com esquema fatorial 2x3, com 4 repetições. O primeiro fator analisado foram dois mostos (mosto proveniente do hidrolisado hemicelulósico do bagaço de cana e mosto sintético), e o segundo três estirpes de levedura (J10, J19.1 e CG). No primeiro experimento empregou-se o hidrolisado original, obtido após hidrólise da fração hemicelulósica do bagaço de cana-de-açúcar e no segundo utilizou-se o hidrolisado concentrado, com maiores concentrações de açúcares. Foram analisadas o consumo dos açúcares, a produção de etanol e de ácido acético e a viabilidade celular e o brotamento das leveduras. Observou-se que as três cepas estudadas produziram etanol a partir da xilose e glicose, sendo que a J10 apresentou maior produção. Também houve produção de ácido acético nas fermentações em que o hidrolisado foi empregado como mosto. A viabilidade celular e o índice de brotamento das leveduras não foram influenciados pelos tratamentos / The objective of this research was evaluate the ethanol production by xylose-fermenting yeasts, using as substrate hemicellulosic hydrolysate from sugarcane bagasse. Two experiments were conducted, in a 2 x 3 factorial as a completely randomized design. Treatments corresponded to the musts (sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate and sintetic must) and three yeasts strains (CG, J10 and J19.1). Analyses were performed in four replications. In the first experiment, original hydrolysate, obtained after hydrolyse of the hemicellulosic fraction from sugarcane bagasse and in the second, the concentrate hydrolysate (with high sugars concentration) were used. Sugars consumption, ethanol and acetic acid production and yeast viability and buds rate. Results shown that the three yeasts strains produce ethanol from xylose metabolism, and J10 strain presents high ethanol yield. Also, there was acid acetic production during fermentations process when hydrolysate was used as a must. Cellular viability and bud rates were not affected by treatments

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-13Bitstream added on 2014-06-13T19:56:00Z : No. of bitstreams: 1 garcia_db_me_jabo.pdf: 1009915 bytes, checksum: a32360ac74ae2f96f7f73ce64af3fc70 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A qualidade da matéria-prima é o fator que define o potencial de produção da indústria. A colheita de cana crua proporcionou um ambiente favorável ao aumento da infestação da Mahanarva fimbriolata, praga esta, que suga a planta afetando seu desenvolvimento. O trabalho objetivou avaliar os danos promovidos pela M. fimbriolata na qualidade da cana e processo fermentativo. Utilizou-se a variedade SP80-1842, 5º corte. Os tratamentos foram compostos por 4 níveis de danos (0, 15, 30 e 60%) e duas épocas de avaliações (maio/junho e outubro) para as análises tecnológicas e 4 níveis de danos, 4 ciclos fermentativos (1º, 4º, 7º e 10º) e duas épocas de avaliações para as análises microbiológicas com três repetições. Foram determinados os parâmetros tecnológicos e teor de compostos fenólicos totais no caldo. Avaliou-se a fibra presente na cana. No processo fermentativo foram realizadas análises de leveduras e bactérias, e os vinhos foram submetidos a composição do destilado. Determinou-se o glicerol e a trealose e os macro e micronutrientes presentes. Os tratamentos com 60% dos colmos danificados apresentaram menor média de Brix, Pol, Pureza e ART do caldo e aumento do AR caldo e dos teores de compostos fenólicos totais. A viabilidade celular e de brotos foram reduzidas com o aumento dos danos provocados pela M. fimbriolata, o processo fermentativo apresentou maiores quantidades de contaminantes. Com os danos a quantidade de ARRT dos vinhos foi maior e houve redução do teor alcoólico. O teor de glicerol e a quantidade de trealose não apresentaram resultados significativos com relação ao ataque da praga, mas quando se observou a reutilização do fermento a levedura acumulou mais deste carboidrato. Nas avaliações realizadas o ataque da praga não apresentou resultados significativos quanto aos nutrientes quantificados na planta. Concluiu-se que os danos causados... / Raw material quality in the industrial process performance is very importance. Sugarcane harvest without burn have caused changes in the sugar cane sector, like the appearance of pests, as Mahanarva fimbriolata, which affect the plants development. This research was carried out to evaluate the effects of M. fimbriolata on sugarcane quality and fermentation process. The fifth year variety SP80-1842 was used and the experiment was arranged in a completely randomized design, with three replicates. The treatments were compored of four damage levels (0, 15, 30 and 60%) and two evaluation periods (may/ june and october), for the technological analysis and four damage levels, four fermentation cycles (1º, 4º, 7º and 10º) and two evaluation periods for the microbiology analysis with three replications. The tecnologicol parameters and total phenolics compaunds were determinated. The fiber present in the cane was evalueted . In the fermentation process yeast and bacterial analysis were done, and the wines werw submitted to its distillation composition. Glicerol, threalose and macro and micronutriets presents were determinated. The treatments with 60% of the stalks damaged presented the lowest mean a of Brix, Pol, Purity and TRS of juice values and high levels of RS, and total phenolic compounds. The cellular and sprout viabilities were reduced and the fermentation process presented higher concentration of bacteria with increased of damage level by M. fimbriolata. This caused higher sugar concentrations (TRRS) and lower wine alcohol content at the end of fermentation. Glycerol and trehalose did not present significant resulting with the damage levels, just when analyzed the reuse of yeast obtained trehalose accumulation. Pests attack did not present significant result for the nutrient content. The damages caused by M. fimbriolata affected the quality of the raw material, increase the production... (Complete abstract click electronic access below)

Orientadora: Márcia Justino Rossini Mutton / Banca: José Paulo Stupiello / Banca: Odair Aparecido Fernandes / Resumo: A qualidade da matéria-prima é o fator que define o potencial de produção da indústria. A colheita de cana crua proporcionou um ambiente favorável ao aumento da infestação da Mahanarva fimbriolata, praga esta, que suga a planta afetando seu desenvolvimento. O trabalho objetivou avaliar os danos promovidos pela M. fimbriolata na qualidade da cana e processo fermentativo. Utilizou-se a variedade SP80-1842, 5º corte. Os tratamentos foram compostos por 4 níveis de danos (0, 15, 30 e 60%) e duas épocas de avaliações (maio/junho e outubro) para as análises tecnológicas e 4 níveis de danos, 4 ciclos fermentativos (1º, 4º, 7º e 10º) e duas épocas de avaliações para as análises microbiológicas com três repetições. Foram determinados os parâmetros tecnológicos e teor de compostos fenólicos totais no caldo. Avaliou-se a fibra presente na cana. No processo fermentativo foram realizadas análises de leveduras e bactérias, e os vinhos foram submetidos a composição do destilado. Determinou-se o glicerol e a trealose e os macro e micronutrientes presentes. Os tratamentos com 60% dos colmos danificados apresentaram menor média de Brix, Pol, Pureza e ART do caldo e aumento do AR caldo e dos teores de compostos fenólicos totais. A viabilidade celular e de brotos foram reduzidas com o aumento dos danos provocados pela M. fimbriolata, o processo fermentativo apresentou maiores quantidades de contaminantes. Com os danos a quantidade de ARRT dos vinhos foi maior e houve redução do teor alcoólico. O teor de glicerol e a quantidade de trealose não apresentaram resultados significativos com relação ao ataque da praga, mas quando se observou a reutilização do fermento a levedura acumulou mais deste carboidrato. Nas avaliações realizadas o ataque da praga não apresentou resultados significativos quanto aos nutrientes quantificados na planta. Concluiu-se que os danos causados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Raw material quality in the industrial process performance is very importance. Sugarcane harvest without burn have caused changes in the sugar cane sector, like the appearance of pests, as Mahanarva fimbriolata, which affect the plants development. This research was carried out to evaluate the effects of M. fimbriolata on sugarcane quality and fermentation process. The fifth year variety SP80-1842 was used and the experiment was arranged in a completely randomized design, with three replicates. The treatments were compored of four damage levels (0, 15, 30 and 60%) and two evaluation periods (may/ june and october), for the technological analysis and four damage levels, four fermentation cycles (1º, 4º, 7º and 10º) and two evaluation periods for the microbiology analysis with three replications. The tecnologicol parameters and total phenolics compaunds were determinated. The fiber present in the cane was evalueted . In the fermentation process yeast and bacterial analysis were done, and the wines werw submitted to its distillation composition. Glicerol, threalose and macro and micronutriets presents were determinated. The treatments with 60% of the stalks damaged presented the lowest mean a of Brix, Pol, Purity and TRS of juice values and high levels of RS, and total phenolic compounds. The cellular and sprout viabilities were reduced and the fermentation process presented higher concentration of bacteria with increased of damage level by M. fimbriolata. This caused higher sugar concentrations (TRRS) and lower wine alcohol content at the end of fermentation. Glycerol and trehalose did not present significant resulting with the damage levels, just when analyzed the reuse of yeast obtained trehalose accumulation. Pests attack did not present significant result for the nutrient content. The damages caused by M. fimbriolata affected the quality of the raw material, increase the production... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Márcia Justino Rossini Mutton / Resumo: O bioetanol é uma das principais alternativas aos combustíveis fósseis, destacando-se pelas excepcionais características de ser um combustível renovável que apresenta sustentabilidade energética, econômica e ambiental. Para atender à demanda crescente por este biocombustível sem aumento da área cultivada, deve-se maximizar a produtividade agroindustrial, além de se incorporar novas matérias-primas e/ou tecnologias de produção. Neste contexto, a cana energia apresenta potencial de utilização devido a características de maior teor de fibras e elevada produtividade agrícola, podendo ser utilizada na produção de etanol 1G e 2G, além da cogeração de energia elétrica. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de etanol utilizando-se mostos provenientes de cana-de-açúcar (CTC2) e cana energia (Vertix9), empregando-se duas cepas de leveduras (Saccharomyces cerevisiae e Pichia kudriavzevii), isoladas ou em consórcio. Foram avaliadas as características físico-químicas e tecnológicas dos mostos, além dos parâmetros microbiológicos (viabilidade de células e de brotos e brotamentos (%), durante o desenvolvimento do processo fermentativo. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado em parcelas sub subdivididas, com 3 repetições. Os tratamentos principais foram dois genótipos de cana (cana-de-açúcar e cana energia), os secundários foram constituídos por 4 condições fermentativas de pH (3,5 e 4,5) e temperatura (32°C e 37°C), sendo as leveduras inoculadas isol... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Bioethanol is one of the main alternatives to fossil fuels, standing out for the exceptional characteristics of being a renewable fuel which presents financial security, energy, and environmental sustainability. In order to meet the thriving demand for this biofuel without increasing the area under cultivation, it is necessary to enhance agroindustrial productivity, in addition to incorporating new raw materials and/or production technologies. From this angle, energy cane has potential usage due to its characteristics of higher fiber content and high agricultural productivity, which can be used for the production of 1G and 2G ethanol, additionally to electric power cogeneration. The aim of this work was to evaluate ethanol production using musts from sugar cane (CTC2) and energy cane (Vertix9), applying two yeast strains (Saccharomyces cerevisiae and Pichia kudriavzevii), isolated or in a consortium. The musts physical-chemical and technological characteristics were evaluated, further to the microbiological parameters (cells and bud’s viability and bud rate (%), during the fermentation process development. The experimental design used was completely randomized in a subdivided plot scheme, with 3 replications. The main treatments were two sugarcane genotypes (sugar cane and energy cane), the secondary treatments consisting of 4 fermentative conditions of pH (3.5 and 4.5) and temperature (32°C and 37°C), with yeasts being inoculated pure and intercropped (50% P. kudriavzevii + ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

This study aimed to craft production in copper stills, the spirits of honey of different flowers, juice of sugar cane, honey bees, sugar cane and grape mixed (juice of cane sugar and honey from different flowers) and subsequent aging in oak barrels.The tests were conductedby mixing 75% juice with 25% inoculum (30L and 10L, respectively). The grape juice were cane sugar, honey bees-of-seven different flowers and mixed (where the ratio of 50% by volume for each party).Samples were taken must and wine, quantifying pH, sulfuric acid, ART, Brix, and also ethanol content in wine. In conducting fetched, three fractions were taken: head (8%), heart (84%) and tail (8%), quantifying pH, density, alcohol content, dry extract and acetic acid.The operating temperatures of the still were split head, with initial and final temperatures respectively equal to 89.3 and 93.0 o C; fraction of heart, 93.0 and 96.0 ° C and split tail, 96.0 and 97 , 0 ° C. The duration of each step was about 25 minutes, 70 minutes and 23 minutes respectively, and volumes were obtained 500mL, 500mL and5380mL in the same order. During aging, were measured monthly, alcoholic, acetic acid, pH, solids, density, evaporation rate, visual appearance and color.The results indicated that it is possible to produce brandy honey from different flowers, with appropriate physical and chemical characteristics.The production of grape brandy using resulted in mixed drink with different physical and chemical characteristics in relation to the sugar cane and similar to those obtained with the respective pure honey.This mixture reduces the production costs of brandy,when compared with that produced from pure honey. When we worked with the honey wine, which showed better fermentation efficiencywas honey G (mixed flora, from the state of Ceara).However, when working with mixed wine, the best performance was obtained with Mel C (mixed flora, native of the City of Pao de Acucar - AL). / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este estudo objetivou a producao artesanal, em alambique de cobre, de aguardentes de mel de abelhas de diferentes floradas, de caldo de cana-de-acucar, de mel de abelhas de cana-de-acucar e de mostos mistos (caldo de cana-de-acucar e mel de abelhas de diferentes floradas) e posterior envelhecimento em barris de carvalho. Os ensaios foram conduzidos misturando-se 75% de mosto com 25% de inoculo (30L e 10L, respectivamente). Os mostos foram de caldo de cana-de-acucar, de mel-de-abelhas de 7 diferentes floradas e mistos (sempre na proporcao de 50%, em volume, para cada uma das partes). Foram retiradas amostras de mosto e de vinho, quantificando-se pH, acidez sulfurica, ART, Brix e, tambem, teor de etanol no vinho. Na conducao das alambicadas, foram retiradas 3 fracoes: de cabeca (8%), de coracao (84%) e de cauda (8%), quantificando-se pH, densidade, teor alcoolico, extrato seco e acidez acetica. As temperaturas de operacao do alambique foram: fracao de cabeca, com temperaturas inicial e final, respectivamente iguais a 89,3 e 93,0oC; fracao de coracao, 93,0 e 96,0oC e fracao de cauda, 96,0 e 97,0oC. A duracao de cada etapa foi de cerca de 25 minutos, 70 minutos e 23 minutos, respectivamente, e os volumes obtidos foram 500mL, 5380mL e 500mL, na mesma ordem. Durante o envelhecimento, foram quantificados, mensalmente, teor alcoolico, acidez acetica, pH, extrato seco, densidade, taxa de evaporacao, aspecto visual e cor. Os resultados obtidos indicaram que e possivel a producao de aguardente de mel de abelhas de diferentes floradas, com caracteristicas fisico-quimicas adequadas. A producao de aguardente utilizando-se mostos mistos resultou em bebida com caracteristicas fisico-quimicas diferenciadas em relacao a da cana-deacucar e semelhantes as obtidas com os respectivos meis puros. Esta mistura reduz os custos de producao da aguardente, quando se compara com a produzida a partir de meis puros. Quando se trabalhou com mosto de mel de abelhas, o que apresentou melhor eficiencia de fermentacao foi o mel G (florada mista, oriundo do estado do Ceara).Porem, quando se trabalhou com mosto misto, o melhor desempenho foi obtido com o mel C (florada mista, oriundo do Municipio de Pão-de-Acucar – AL).

The search for other sources of energy has encouraged the development of research and innovation in the production of biofuels, such as the second generation ethanol. Biomass from agricultural residues has advantages such as reuse, solves the disposal problem and also offers a low cost of production. In this context, this paper evaluates the best pretreatment (acid, alkaline and hydrothermal) waste from processing fruits (orange, passion fruit and soursop) to obtain bioethanol. The waste collected, stored at -20°C were thawed at room temperature, sanitized in 100 ppm sodium hypochlorite for 15 min and dried in an oven with air circulation at 55 ± 5°C until constant weight, ground and subsequently on a knife mill type Willye 30 mesh and packed in airtight plastic bottles at room temperature. Determinations of lipid, protein, moisture, ash, fiber, pectin and carbohydrate were performed. Pretreatments were designed according to experimental design where, for the acid, time 15 to 120 min, Cacid from 1 to 5% and Cbiomass 1 to 9%. For the alkali, it was used the same conditions as the acid, changing only the Cbasis, from 0.5 to 2.5%. For the hydrothermal only Cbiomass and time were evaluated. As answers, the mass yield, the amount of total reducing sugars (TRS) and total soluble solids in the liquid fraction. For the enzymatic hydrolysis it was employed cellulase Sigma-Aldrich in a 2:1 by enzyme mL:g pretreated biomass in 60 mL of 50 mM citrate buffer at 50°C and 100 rpm, evaluating the concentration of total reducing sugars. In ethanol fermentation, was used the hydrolyzate complemented with mineral solution and the yeast Saccharomyces cerevisiae, the main responses analyzed were ethanol concentration and yield of fermentation. The waste orange, passion fruit and soursop higher content of sugar in the liquor pretreatment occurred in the acid using low biomass concentration and longer pretreatment (65%), whereas at higher acid concentrations was sugars decreased, probably because undergo degradation. In alkaline pretreatment, was lower than the saccharification acid pretreatment (35%) and lower yields mass, indicating that some component of the lignocellulosic matrix was solubilized lignin probably characteristic of alkaline treatments. In hydrothermal there was the lowest saccharification liquor from both the pretreatment and in the enzymatic hydrolysis, possibly because the time and temperature used were not effective in destroying the lignocellulosic matrix. In enzymatic hydrolysis, alkali was more efficient than the acid, achieving, in the best conditions, around 35% of ART, except for the residue of passion fruit (<10% hydrolysis for the three pre-treatments), suggesting negative relationship between the amount of pectin and action of cellulases. The yield of fermentation behaved differently among trials for obtaining pre-treatment acid with shorter (15 minutes) the highest rates, while for these alkaline and hydrothermal stood in a longer time (120 min) pretreatment. These observations suggest that in the case of residual soursop optimizations must be carried out using lower heating times and higher biomass concentrations. However, for the orange peel and passion fruit residue, the intermediate condition seems to be more appropriate, and more efficient enzyme complexes and the presence of enzymes that break down pectin. / A busca por outras fontes de energia tem incentivado o desenvolvimento de pesquisas e a inovação na produção de biocombustíveis, a exemplo do etanol de segunda geração. A biomassa proveniente de resíduos agroindustriais apresenta como vantagens seu reaproveitamento, resolve o problema de descarte e, também, oferece um baixo custo de produção. Neste contexto, o presente trabalho avalia o melhor pré-tratamento (ácido, alcalino e hidrotérmico) de resíduos do processamento de frutas (laranja, maracujá e graviola) para a obtenção de bioetanol. Os resíduos coletados, armazenados em freezer a -20°C, foram descongelados à temperatura ambiente, sanitizados em hipoclorito de sódio 100 ppm por 15 min e secos em estufa de recirculação de ar a 55±5°C até peso constante, sendo posteriormente triturados em um moinho de facas do tipo Willye a 30 mesh e acondicionados em frascos plásticos herméticos à temperatura ambiente. Foram realizadas determinações de lipídios, proteínas, umidade, cinzas, fibra, pectina e carboidratos totais. Os pré-tratamentos foram idealizados de acordo com delineamentos experimentais, sendo para o ácido, tempo de 15 a 120 min, Cácido de 1 a 5% e Cbiomassa de 1 a 9%. Para o alcalino, utilizaram-se as mesmas condições do ácido, mudando apenas a Cbase, de 0,5 a 2,5%. Para o hidrotérmico, somente os tempos e Cbiomassa foram avaliados. Como respostas, o rendimento mássico, a quantidade de açúcares redutores totais (ART) e sólidos solúveis totais na fração líquida. Para a hidrólise enzimática, empregou-se celulase Sigma-Aldrich® na proporção 2:1, em mL enzima:g biomassa pré-tratada em 60 mL de tampão citrato 50 mM a 50°C e 100 rpm, avaliando-se a concentração de açúcares redutores totais. Na fermentação etanólica, empregou-se o hidrolisado, solução mineral e a levedura Saccharomyces cerevisiae, tendo como principais respostas a concentração de etanol e o rendimento da fermentação. Nos resíduos de laranja, graviola e maracujá as maiores sacarificações no licor do pré-tratamento ocorreram no ácido, utilizando-se menor concentração de biomassa e maior tempo de pré-tratamento (65%), ao passo que nas concentrações mais elevadas de ácido houve uma diminuição de açúcares, provavelmente porque sofreram degradação. No pré-tratamento alcalino, houve menor sacarificação que o ácido (35%) e menor rendimento mássico, indicando que algum componente da matriz lignocelulósica foi solubilizado, provavelmente a lignina, característica de tratamentos alcalinos. No hidrotérmico, houve a menor sacarificação tanto no licor do pré-tratamento quanto na hidrólise enzimática, possivelmente porque o tempo e temperatura usados não foram eficientes na destruição da matriz lignocelulósica. Na hidrólise enzimática, o alcalino foi mais eficiente que o ácido, conseguindo-se, nas melhores condições, em torno de 35% de ART, à exceção do resíduo do maracujá (< 10% de hidrólise para os três pré-tratamentos), sugerindo relação negativa entre quantidade de pectina e ação das celulases. O rendimento de fermentação se comportou de modo diverso entre os ensaios, obtendo-se para o pré-tratamento ácido com menor tempo (15 min) as maiores taxas, enquanto que para o alcalino e o hidrotérmico estas se situaram em um maior tempo (120 min) de pré-tratamento. Essas observações sugerem que, no caso do resíduo de graviola, as otimizações devem ser realizadas empregando menores tempos de aquecimento e maiores concentrações de biomassa. Entretanto, para o bagaço de laranja e resíduo de maracujá, a condição intermediária parece ser mais adequada, além de complexos enzimáticos mais eficientes e com a presença de enzimas que quebrem a pectina.

This study aimed to evaluate the influence of concentrations of sugars in the must, on the performance of ethanol fermentation conducted in fed batch with variable flow of power to define the best concentrations of ART in the must (juice, molasses and mixed) that lead to improved efficiencies and productivity in ethanol fermentation.In the preparation of mash mix were used the following proportions (20% molasses + 80% broth, 40% molasses + 60% broth, 50% molasses + 50% broth, 60% molasses + 40% broth, 80% molasses + 20% broth ). The profile power was declining, varying the flow rate from 0.75 to 0.25 Lh-1, with time filling the fermenter 3 hours for all tests, ranging from 30 to 30 minutes to feed flow wort in fermenter 4L workload (3 liters of wine and 1 liter of inoculum), evaluating diferente concentrations of ART in three types of wine studied. We evaluated performance parameters such as fermentation and process efficiencies and productivity in ethanol. Musts were quantified in pH, sulfuric acid, Brix and ART.In the middle fermented (wine), pH, acidity, residual sugar and ethanol content and quantity of cells. The kinetic profile was defined by quantifying the concentrations of cells, substrate and ethanol (in 1 hour). The figures in this study as a starting point for industrial use are 16 to 18 Brix (ART 114.25 to 125.86 g / L), 16 to 18 ° Brix (ART 127.70 to 141.24 g / L) and around 16 ° Brix (ART 113.68 g / L to 123.30), respectively, for juice of molasses, juice and mix (juice + molasses).The fermentation efficiencies were 77.17 to 90.30% for grape juice, from 74.4 to 86.51% for wine and mixed wine from 61.84 to 84.06 for molasses. Yields were obtained from 6.85 to 8.21 g / Lh for wine broth, 5.90 to 7.77 g / Lh for wine mixed and 4.04 to 6.72 g / Lh for grape molasses. These tracks serve to subsidize recommended as a starting point, the conduct of industrial ethanol fermentation conducted in fed batch with variable flow supply, since the conditions for conducting the tests, as well as the raw materials used in the preparation of musts were similar to those used industrially. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este estudo objetivou avaliar a influência das concentrações de açúcares nos mostos, sobre o desempenho da fermentação etanólica conduzida em batelada alimentada com vazão variável de alimentação, para a definição das melhores concentrações de ART nos mostos (de caldo, de melaço e misto) que conduzam a melhores eficiências de fermentação e produtividade em etanol. Na preparação do mosto misto foram utilizadas as seguintes proporções (20% melaço + 80% caldo, 40% melaço + 60% caldo, 50% melaço + 50% caldo, 60% melaço + 40% caldo, 80% melaço + 20% caldo). O perfil de alimentação foi decrescente, variando-se a vazão de 0,75 a 0,25 L.h-1, com tempo de enchimento do fermentador de 3 horas para todos os ensaios, variando-se de 30 em 30 minutos a vazão de alimentação de mosto, em fermentador de 4L de volume de trabalho (3 litros de mosto e 1 litro de inoculo), avaliando-se diferentes concentrações de ART nos 3 tipos de mosto estudados. Foram avaliados parâmetros de desempenho, como eficiências fermentativa e de processo e produtividade em etanol. Nos mostos foram quantificados pH, acidez sulfúrica, Brix e ART. No meio fermentado (vinho), pH, acidez, Açúcares Residuais e teor de etanol e quantidade de células. O perfil cinético foi definido, quantificando-se as concentrações de células, substrato e etanol (em intervalos de 1 hora). Os valores indicados neste estudo, como ponto de partida para utilização industrial, são Brix de 16 a 18 (ART 114,25 a 125,86 g/L), de 14 a 18 °Brix (ART de 112,90 a 141,24 g/L) e próximo de 16 °Brix (ART de 113,68 g/L a 123,30), respectivamente para mostos de melaço, caldo e misto (caldo + melaço). As eficiências de fermentação foram: 77,17 a 90,30%, para mosto de caldo, 74,4 a 86,51% para mosto misto e 61,84 a 84,06 para mosto de melaço. As produtividades obtidas foram 6,85 a 8,21g/L.h, para mosto de caldo, 5,90 a 7,77g/L.h para mosto misto e 4,04 a 6,72g/L.h para mosto d melaço. Estas faixas recomendadas servem para subsidiar, como ponto de partida, a condução da fermentação etanólica industrial conduzida em batelada alimentada com vazão variável de alimentação, visto que as condições de condução dos ensaios, assim como as matérias-primas utilizadas na preparação dos mostos, foram semelhantes às utilizadas industrialmente.

Sous contraintes industrielles, les micro-organismes sont soumis à différents stress technologiques, liés à leur culture en réacteur de grande taille, altérant leur viabilité et les performances des procédés. Les fluctuations des paramètres physico-chimiques (température, pH, …) sont responsables de cette baisse d’efficacité de la fermentation. Afin de contribuer à l’intensification des performances des procédés de production de bio-éthanol, ce projet de thèse propose d’améliorer la robustesse d’une souche industrielle de Saccharomyces cerevisiae productrice d’alcool vis-à-vis d’un stress environnemental : la température. La stratégie générale de ce projet réside dans l’obtention d’un mutant plus tolérant que la souche sauvage au stress appliqué par abaissement de son taux de décès. Un pilote original de culture en continu a été mis en place, couplant mutagénèse aux UV, générant des modifications génétiques et pression de sélection par des variations de température, permettant la sélection des variants les plus robustes. Un modèle phénoménologique a été développé afin de simuler les cinétiques microbiennes selon le mode de conduite du pilote et d’optimiser les conditions de fonctionnement nécessaires à l’obtention des futurs variants. Ce modèle cinétique fait intervenir l’influence de la température sur les cinétiques de croissance, de décès cellulaire et de production d’éthanol chez Saccharomyces cerevisiae. Ces cinétiques ont été quantifiées expérimentalement en fonction de la température et des traitements de mutagénèse par UV. Grâce aux conditions obtenues par simulation, des cultures en mode continu ont été réalisées et des variants obtenus ont été caractérisés, en condition de production intensive d’éthanol, sur la base de leurs performances en termes de croissance, de décès et de capacités fermentaires. Cette stratégie a permis de sélectionner un variant possédant une meilleure robustesse vis-à-vis de la température, caractérisé par un taux de décès plus faible que celui de la souche sauvage. Néanmoins ce variant ne se caractérise pas par de meilleures performances fermentaires / Under industrial constraints, microorganisms are exposed to various stresses, due to their cultivation in large scale bioreactor, altering their viability and the performances of bioprocesses. Fluctuations in physico-chemical parameters (temperature, pH, ...) are responsible for this reduction in fermentation efficiency. This Ph.D project intends to improve the robustness of an industrial ethanol producer Saccharomyces cerevisiae strain under heat stress, in order to improve its industrial production of bio-ethanol under temperature fluctuating environment. The strategy of this project is to obtain a mutant more tolerant than the wild type strain to heat stress, possessing a lower death rate. An original continuous culture reactor has been designed, coupling UV mutagenesis (generating genetic modifications) and selection pressure (temperature) to select the most robust variant. A phenomenological model was proposed to simulate microbial kinetics based on the monitoring strategy of the chemostat and to optimize the operating conditions necessary for the generation of variants. This dynamic model involves the impact of the temperature on the kinetics of growth, cell death and ethanol production in Saccharomyces cerevisiae. These kinetics were experimentally quantified as a function of the temperature and the UV treatment. Continuous cultures were carried out under the simulated conditions and some variants were characterized in very high ethanol performance fermentations in terms of growth, death and production performances. This strategy allowed us to select a variant possessing a better thermal robustness characterized by a lower death rate than the wild type strain under heat stress. However, the reduction of the death rate did not translate into better ethanol production performances