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Estudo do processo contínuo para produção de açúcar invertido por via enzimática

Claudia Santana de Almeida, Ana January 2003 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7969_1.pdf: 806259 bytes, checksum: 8d194745118d09658e82d62e5a13f592 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / A enzima invertase (E.C.3.2.1.26~D?fiuctofuranosidase) catalisa a hidrólise da sacarose produzindo uma mistura equiMolar de glicose e fi?utose denominada açúcar invertido, que possui maior poder edulcorante, é mais facilmente adicionada em preparos industriais e possui maior valor agregado que a sacarose. 0 fungo Cladosporium cladosporioides possui invertase em sua constituição, sendo interessante o uso dessa biornassa como suporte de imobilização natural para tal enzima (autoimobilização). Neste trabalho, foi estabelecido o procedimento para a hidrólise enzimática da sacarose em sistema contínuo de leito fixo, utifizando?se a enzima invertase autoimobilizada no fungo Cladosporium cladosporioides. Foram realizados ensaios de caracterização da enzima ffingica, a fim de se determinar as condições que otimizam sua atividade. Foi aplicada a Técnica de Planejamento Fatorial para verificar a influência de parâmetros relevantes, tais como pH, temperatura e agitação sobre o percentual de hidrólise. A partir desse estudo, foram obtidas as condições ótimas de hidrólise, que são: pH 5,0, temperatura de 60'C e agitação de 170 rpm. Com a definição das condições ótimas de hidrólise, estudos cinéticos foram realizados em sistema descontínuo para se avaliar a influência da alta concentração de substrato na atividade enzímática, bem como determinar os parâmetros cinéticos (ia reação. A partir da linearização da curva de velocidade de reação em iiinção da concentração de substrato, foram calculadas a constante de Michaelis?Menten aparente (Km = 145,63gL?') e a velocidade máxima de reação (V.. = 0,915min~1) para a invertase auto?imobilizada. Um estudo hidrodinâmico foi realizado para a obtenção dos valores da velocidade e da altura mínimas de fluidização. Os resultados mostraram que o sistema em estudo não pode ser utilizado para leito fluidizado, uma vez que a velocidade mínima de fluidização não foi atingida. 1 0 sistema contínuo de leito fixo apresentou?se como a alternativa com melhores condições operacionais para a obtenção de açúcar invertido em concentrações de substrato elevadas, obtendo?se uma conversão de 62%, utilizando?se sacarose, 100gUI, a uma vazão de alimentação de 2,8 ~min~1. A partir dos resultados obtidos, foi proposto um modelo pseudo?homogêneo que considera os efeitos heterogêneos de acesso de substrato à estrutura celular. Tal modelo se ajustou bem aos perfis de concentração obtidos experimentalmente
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Kinetic studies of biogas generation using enzymes for hydrolyze

Monteiro, Francisco José Batista Martins Barros January 2009 (has links)
Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Institute of Food Technology and Bioprocess Engineering. Technical University of Dresden. 2009
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Estudos de pré-tratamentos do bagaço de caju utilizando líquido iônico prótico visando a obtenção de produtos de valor agregado

Reis, Carla Luzia Borges 18 March 2016 (has links)
REIS, C. L. B. Estudos de pré-tratamentos do bagaço de caju utilizando líquido iônico prótico visando a obtenção de produtos de valor agregado. 2016. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-11-07T13:06:06Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_clbreis.pdf: 2418073 bytes, checksum: 8fd280f37fe085c3fd6cd24abd1d752a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-11-16T16:09:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_clbreis.pdf: 2418073 bytes, checksum: 8fd280f37fe085c3fd6cd24abd1d752a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-16T16:09:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_clbreis.pdf: 2418073 bytes, checksum: 8fd280f37fe085c3fd6cd24abd1d752a (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Lignocellulosic materials represent a promising renewable feedstock for the production of fermentable sugars and biofuels. Cashew apple bagasse (CAB) waste of the cashew apple agribusiness is an example of lignocellulosic material, mainly composed of cellulose, hemicellulose and lignin, which form a complex and intricate structure, and these features one of the greatest difficulties for the use of lignocellulosic residues by biotransformation, both microbial and enzyme, thereby limiting the use and prevents the conversion economically feasible value-added products. Different pretreatments of CAB were evaluated using diluted sulfuric acid, sodium hydroxide, alkaline hydrogen peroxide, to modify its structure, and among alternative technologies to pretreatment, which is gaining focus is on ionic liquids application. In this context, the present study aims to evaluate different procedures of pretreatment of CAB using the protic ionic liquid 2-(hydroxy) ethylammonium acetate (2-HEAA). Initially, the ionic liquid was synthesized for neutralization acid-base reaction using acetic acid and monoethanolamine in the 1:1 ratio at 35 °C for 24 h. Five methodologies of pretreatment from CAB were evaluated: A method - the pretreatment was conducted in a oven at 120 °C for 3 h using 5% (w/w) solid; B method - the pretreatment was conducted in a oven at 130 °C for 24 h, using 8.68% (w/w) solid, after complete dissolution ethanol 96% was added; C method - the pretreatment was conducted in a autoclave at 120 °C for 3 h, using 15.23% (w/w) solid; D and E methods - the pretreatment was conducted for heated at 80 °C for 6 h or 24 (D and E methods, respectively) using 10% (w/w) solid under continuous stirring in a reactor, after complete dissolution, was treated with a 3% (w/w) NaOH. The analysis of 13C NMR CP/MAS indicate the solids formation with crystalline cellulose structure after pre-treatment, each method has a different mechanism of action on the structure of bagasse, but there was no relationship of crystallinity in the digestibility of cellulose. All studied methods showed an increase in the digestibility of cellulose and high yield of glucose. The digestibility of the cellulose CAB after pretreatment for the methods A, B, C, D and E was 60.65%, 98%, 73.10%, 88.59% and 94.88%, respectively. Glucose yield 270 mgglucose/gCAB-IL (CAB-IL-A), 747.72 mgglucose/gCAB-IL (CAB-IL-B), 541.84 mgglucose/gCAB-IL (CAB-IL-C), 626.43 mgglucose/gCAB-IL (CAB-IL-D), 720.92 mgglucose/gCAB-IL(CAB-IL-E), while the CAB reported 48 mgglucose/gCAB at 96 h of enzymatic hydrolysis. The results demonstrated that increasing crystallinity is a factor of the second order in enzymatic hydrolysis and decreasing the lignin percentage in that the samples positively affects the hydrolysis, taking the 2-HEAA the percent delignification of up to 91.54% (CAB-IL-E), also shown in the FTIR spectra. The pretreatment that was more satisfactory was the method B, that showed a higher level of remaining solids, high digestibility (97.80%), high yield glucose 747.72 mgglucose/gCAB-IL and 8.68% (w/w) of CAB/IL. The potential of reuse of the IL was examined using the method B, the IL was used in three pre-treatment processes (once pure and two times reused), which resulted glucose yield of 463.09 mgglucose/gCAB-IL (CA-IL-R-1) and 505.04 mgglucose/gCAB-IL (CAB-IL-R-2) at 72 h of enzymatic hydrolysis. This work appears as innovative and important model for advancing the use of ILs protic in the pretreatment of CAB, presenting a promising alternative that results in high extraction of lignin from CAB and in high yields in the enzymatic hydrolysis, which may then serve as substrates for the production of value added products. / Materiais lignocelulósicos representam uma promissora matéria-prima renovável para a produção de açúcares fermentáveis, biocombustíveis, produtos de base biológica, em bioplásticos, bioquímicos, reduzindo assim a dependência do petróleo. O bagaço de caju (BC), um resíduo da agroindústria de caju, é um exemplo de material lignocelulósico, o qual é composto principalmente por celulose, hemicelulose e lignina arranjados em uma estrutura complexa e intrincada. Em razão disso, resíduos lignocelulósicos são resistentes à biotransformação microbiana e enzimática, limitando assim o uso e a conversão desses em produtos economicamente viáveis. Na literatura, são encontrados diferentes métodos de modificação da estrutura do BC, dentre eles, a utilização de ácido sulfúrico diluído, hidróxido de sódio, peróxido de hidrogênio alcalino, entre outras tecnologias alternativas para o pré-tratamento. No entanto, a aplicação de líquidos iônicos próticos na dissolução de biomassa lignocelulósica vem ganhando foco nas pesquisas, pois podem ser projetados de acordo com as características físico-químicas almejadas, através da combinação de diferentes cátions e ânions. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar diferentes procedimentos de pré-tratamento do bagaço de caju utilizando-se o líquido iônico prótico acetato de 2- hidroxietanolamina (2-HEAA). Inicialmente, o líquido iônico (LI) foi sintetizado por reação ácido-base de neutralização do ácido acético e monoetanolamina em proporção equimolar a 35 °C durante 24 h. Foram estudadas cinco metodologias distintas de pré-tratamento do BC: Método A: conduzido em estufa com circulação de ar a 120 °C durante 3 h usando 5% (m/m) de BC em LI; Método B: conduzido em estufa com circulação de ar a 130 °C por 24 h usando 8,68% (m/m) de BC em LI, com posterior remoção de LI com etanol 96% (v/v); Método C: conduzido em autoclave a 120 °C durante 3 h usando 15,23% (m/m) de BC em LI, os Métodos D e E foram realizados em reator a 80 °C durante 6 h e 24 h, respectivamente, sob agitação contínua com posterior extração com NaOH 3% (m/m) e utilizando 10% (m/m) de BC em LI. As análises de RMN de 13C CPMAS indicaram que os sólidos pré-tratado apresentaram uma estrutura de celulose cristalina, em que cada método apresentou um mecanismo de ação diferente sobre a estrutura do bagaço, porem não houve nenhuma relação da cristalinidade sob a digestibilidade da celulose. Todos os métodos estudados apresentaram aumento na digestibilidade da celulose e elevado rendimento de glicose. A digestibilidade da celulose do BC após pré-tratamento para os métodos A, B, C, D e E, foi de 60,65%, 98%, 73,10%, 88,59% e 94,88%, respectivamente. Com rendimento de glicose de 270 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-A), 747,72 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-B), 541,84 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-C), 626,43 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-D), 720,92 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-E), enquanto o BC reportou 48 mgglicose/gBC em 96 h de hidrólise enzimática. Os resultados demonstraram que o aumento da cristalinidade não influenciou negativamente a hidrólise enzimática e que a diminuição do percentual lignina no bagaço pré-tratado afeta positivamente a hidrólise, obtendo um percentual de deslignificação de 91,54 % utilizando o método E, resultado corroborado pelos espectros obtidos por FTIR. O pré-tratamento que mostrou-se mais satisfatório foi o método B, que apresentou maior teor de sólidos remanescentes, elevada digestibilidade (97,80%), alto rendimento de glicose 747,72 mgglicose/gBC-LI e com 8.68% (m/m) de BC em LI. Estudou-se tambem o reuso do LI conduzindo o pré-tratamento conforme o método B, que obtiveram rendimentos de glicose de 463,09 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-R-1) e 505,04 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-R-2) em 72 h de hidrólise enzimática. Assim, esse trabalho surge como modelo inovador e importante para o avanço do uso de LIs próticos no pré-tratamento de materiais lignocelulósicos, apresentando-se como alternativa promissora que resulta em elevada extração da lignina do BC e em altos rendimentos de carboidratos na hidrólise enzimática.
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Efeito de potenciais indutores na expressão de endoglicanases em Penicillium echinulatum

Pozzan, Fátima Grasiela 19 December 2011 (has links)
Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-11T11:53:37Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fatima Grasiela Pozzan.pdf: 445130 bytes, checksum: d3c7263c66d9b4d453854f63a7e25e14 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-11T11:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fatima Grasiela Pozzan.pdf: 445130 bytes, checksum: d3c7263c66d9b4d453854f63a7e25e14 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
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Produção de etanol a partir de hidrolisado enzimático do bagaço da cana-de-açúcar por leveduras isoladas do bioma amazônico

Souza, Raquel de Fátima Rodrigues de 27 February 2014 (has links)
Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-12T14:22:59Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Raquel de Fátima Rodrigues de Souza.pdf: 1547705 bytes, checksum: 80b168407ef4011fda8617cf4017d799 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T14:22:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Raquel de Fátima Rodrigues de Souza.pdf: 1547705 bytes, checksum: 80b168407ef4011fda8617cf4017d799 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / FACEPE / A busca por uma fonte de energia que seja renovável e economicamente viável tem incentivado a pesquisa e inovação tecnológica para a utilização de resíduos como substrato que serão convertidos pelos micro-organismos em etanol. O objetivo deste trabalho foi produzir etanol a partir de hidrolisado enzimático do bagaço da cana-de-açúcar por leveduras isoladas do bioma amazônico. O bagaço foi submetido ao pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino. Foi realizada a caracterização do bagaço in natura e deslignificado. Os experimentos foram realizados em meio sintético contendo xilose como fonte de carbono, sendo as fermentações realizadas a 30°C e 120 rpm. Após o pré – tratamento houve aumento da celulose. Não foram observadas nas hidrólises enzimáticas diferenças significativas, para a eficiência em glicose, quando se variava a carga de sólidos, mas se fixava a carga enzimática. Mas houve diferença significativa para as eficiências em xilose. A carga de enzima de 10 FPU/ g de bagaço com carga de sólidos de 7,5 g (13%) foi escolhida para a fermentação por ter maior concentração de açúcares (celobiose, glicose, xilose) utilizando a menor carga enzimática. Dentre as leveduras utilizadas na fermentação de xilose em meio sintético (Spathaspora passalidarum: UFMG HMD 10.2; 14.2; 16.2 e 1.1; Candida shehatae: UFMG HM 51.3 e 52.2; Candida sp UFMG HMD 25.1; Spathaspora brasilienses UFMG HMD 19.3; Spathaspora suhii sp UFMG XMD 16.2 e Spathaspora roraimanensis UFMG XMD 23.2), a levedura S. passalidarum HM 14.2 foi a linhagem que apresentou a maior produção de etanol 16,01 g/L e maior produtividade 0,22 g/L.h. O rendimento da S. passalidarum HM 14.2 após 72 h de fermentação do hidrolisado enzimático foi de 0,32 g/g e a produtividade 0,34 g/L.h. S. passalidarum HMD 14.2 é a levedura indicada para testes complementares apresentando potencial de aplicabilidade na área industrial na produção de etanol de segunda geração.
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ESTUDO DAS CONDIÇÕES DE HIDRÓLISE DA PECTINA PARA USO COMO SUBSTRATO NA PRODUÇÃO DE POLIHIDROXIALCANOATOS

Locatelli, Gabriel Olivo 27 February 2012 (has links)
Submitted by Chaylane Marques (chaylane.marques@ufpe.br) on 2015-03-12T18:04:33Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Gabriel Olivo Locatelli_PPGBI, 2012.pdf: 3209364 bytes, checksum: e1f9118cb8343a86b784ba5a4b4188f1 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T18:04:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Gabriel Olivo Locatelli_PPGBI, 2012.pdf: 3209364 bytes, checksum: e1f9118cb8343a86b784ba5a4b4188f1 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / FACEPE / As pectinas são hidrocolóides naturais, encontrados na parede celular primária das células vegetais e nas camadas intercelulares, contribuindo para adesão entre as células, firmeza e resistência mecânica dos tecidos. Estão presentes em grande quantidade nos subprodutos das indústrias de extração de sucos cítricos, e muitas vezes são descartados de forma inadequada, representando um grande passivo ambiental. Objetivando o aproveitamento desses resíduos como uma alternativa de baixo custo para a produção de polihidroxialcanoatos (PHAs), foi estudado o uso de ácido galacturônico e hidrolisados pécticos para crescimento celular de Cupriavidus necator e Pseudomonas putida. Foram estudados métodos de hidrólise ácida e enzimática, através da aplicação de planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta. Os resultados indicaram que o método de hidrólise enzimática foi mais eficiente permitindo obter um maior rendimento de compostos redutores (CR). As variáveis investigadas foram à concentração da enzima endo-poligalacturonase (endo-PG) e a agitação, mantendo-se a concentração de substrato em 1% (p/v). Os resultados obtidos foram comparados com a performance enzimática realizada com uma maior concentração de substrato (10% p/v) empregando-se diferentes concentrações de enzima. Ambos os resultados indicaram que a concentração enzimática de 10 UI/g de pectina favoreceu a obtenção de CR, permitindo atingir em média 70 g/L de CR a partir de 100 g/L de pectina. Ambos os micro-organismos cresceram na presença de ácido galacturônico, mas apenas C. necator apresentou crescimento satisfatório nos meios formulados com os hidrolisados pécticos, com velocidades específicas de crescimento (μMax) e taxas de conversão de substrato em células (Yx/s) semelhantes aos valores encontrados em estudos com outros substratos, como glicose, açúcar invertido e melaço. Essas condições de cultivo permitiram um crescimento celular acima de 10 g/L e o acúmulo intracelular de polihidroxialcanoatos.
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Efeito de potenciais indutores na expressão de endoglicanases em Penicillium echinulatum

Pozzan, Fátima Grasiela 19 December 2011 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
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Desenvolvimento do processo contínuo de produção de xaropes concentradores de açúcar invertido

RAIMUNDO, Gilcejania Maria January 2003 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8014_1.pdf: 676438 bytes, checksum: 427c3a19b8c216b4edac4f10f4e08f31 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / A valorização de matérias biomássicas, vegetais tendo em vista aplicações industriais, particularmente, visando fins alimentícios, suscita iniciativas na direção do desenvolvimento de processos químicos e/ou bioquímicos que compatibilizem a disponibilidade e tratamento dessas matérias-primas possuidoras de conteúdo sacarídico. 0 fungo Cladosporium cladospoiloides, retém invertase no interior de suas células, sendo interessante o uso desta biomassa como suporte de imobilização natural para essa enzima, podendo construir o leito fixo de um reator do tipo torre. 0 objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da concentração do substrato e dos produtos na atividade enzimática, bem como a hidrólise enzimática da sacarose pela enzima auto-Imobilizada em reator de leito fixo. 20 gramas de células úmidas foram incubadas em reator tipo torre (15cm x I,5cm) a 60'C, sendo bombeada uma solução de substrato (100g/L) em fluxo ascendente (0,7mL/min). Os resultados revelaram que o biocatalisador apresenta uma eficiência de 35% de hidrólise nos primeiros 40 minutos, a partir de então essa eficiência cai para 20%, indicando possivelmente uma resistência difusional entre o substrato e a enzima
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Fermentação etanólica conjunta da batata-doce (Ipomoea batatas (L.) Lam), Mandioca (Manihot esculenta) e Milho (Zea mays)

Silva, Fernanda Aparecida Lima 12 April 2013 (has links)
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.
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Hidrólise enzimática da polpa celulósica de sisal / Enzymatic hidrollys of pulp sisal

Kaschuk, Joice Jaqueline 09 October 2014 (has links)
O foco deste estudo correspondeu a hidrólise enzimática da polpa celulósica de sisal previamente mercerizada (20g de polpa.L-1, solução aquosa de NaOH 20%) via agitação mecânica (50°C,3h, M-AgMec-50°) e ultrassom (25°C,1h) a 20% (M-US-20%) e 40% (M-US-40%) de amplitude. As polpas mercerizadas apresentaram as seguinte propriedades: M-AgMec-50° 97,4% de α-celulose, cristalinidade (Ic) de 68% e massa molar média viscosimétrica (MMvis) de 94618,0g.mol-1, M-US-20% 95% de α-celulose, Ic de 68% e MMvis de 87581,6g.mol-1, M-US-40% 91,2% de α-celulose, Ic de 66% e MMvis de 81786,9g.mol-1. As reações de hidrólise (48h) foram realizadas utilizando enzimas celulase comercial (Accellerase 1500) e enzimas obtidas a partir do crescimento do fungo Aspergillus sp. Alíquotas constituídas por polpas não reagidas e licor foram retiradas do meio durante a reação. As polpas não reagidas foram caracterizadas em relação a Ic, MMvis, comprimento e espessura e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os licores foram avaliados pelo método Miller (DNS) e cromatografia líquida de alta eficiência(CLAE). Na hidrólise da polpa celulósica de sisal M-AgMec-50°, variou-se a quantidade de enzimas utilizadas (0,5 (HE-SAG-0,5); 0,7 (HE-SAG-0,7) e 0,9 (HE-SAG-0,9) mL de complexo enzimático. g-1 polpa celulósica). O maior rendimento de glicose (98%), obtido via CLAE, correspondeu a HE-SAG-0,9, sendo esta proporção de enzimas utilizada para as reações usando as polpas M-US-20% (HE-SU20-0,9), M-US-40%(HE-SU40-0,9). Dentre todas as polpas consideradas, o melhor rendimento de glicose foi para HE-SAG-0,9 pois, a presença de maior quantidade de hemiceluloses nas polpas celulósicas tratadas via ultrassom (HE-SU20-0,9 HE-SU40-0,9) prejudicou o acesso das enzimas às cadeias de celulose. As análises das polpas não reagidas mostraram que as enzimas celulases no geral agiram primeiramente na região não cristalina. Comportamentos variados foram observados com relação a Ic e MMvis, dependendo do intervalo de tempo transcorrido durante a reação. Considerando o pico de maior densidade de comprimento para as fibras de HE-SAG-0,5; HE-SAG-0,7 e HE-SAG-0,9, a variação durante a reação foi de [129-215] μm para [77-129] μm. As fibras de comprimentos superiores a [359-599] μm passaram a ser menores, aumentando a concentração de fibras com comprimentos menor que 359μm no meio. Para HE-SAG-0,5; HE-SAG-0,7; HE-SAG-0,9 o pico de maior densidade para a espessura variou de [28-39] para [11-23] μm, e para HE-SU20-0,9 e HE-SU40-0,9 este variou de [18-30] μm para [14-18] μm. O conjunto de resultados indicou que as enzimas agiram principalmente a partir das superfícies das fibras. As reações utilizando as enzimas celulases comercial e obtidas a partir do fungo Aspergillus foram realizadas utilizando outros substratos, além de M-AgMec-50° (HE-SAG-0,5; H-Aspergillus-SAG-1,5), ou seja, celulose microcristalina (HE-MICRO-0,5; H-Aspergillus-MICRO-1,5) e papel filtro (HE-PFT-0,5; H-Aspergillus-PFT-1,5). Dos três substratos utilizados, o papel filtro apresentou maior quantidade de hemiceluloses, e por isto, para as duas enzimas, observou-se para esta amostra o maior teor de açúcar redutor (DNS). A enzima fúngica, para todos os substratos, produziu um teor de açúcar muito menor que o obtido usando enzima comercial. As enzimas foram avaliadas via eletroforese de proteínas, sendo que para as enzimas fúngicas, foram observadas bandas de endoglucanases e exoglucanases, confirmando que durante o crescimento do fungo houve a formação das enzimas celulases. No entanto, as respectivas bandas das celulases comerciais mostraram que estas enzimas estão presentes em concentração consideravelmente maior, comparativamente as obtidas a partir do fungo Aspergillus sp. Ao comparar os resultados de Ic, MMvis, comprimento e espessura para todas as polpas não reagidas, usando as enzimas comercial e fúngica, observou-se que as enzimas fúngicas, nas condições consideradas no presente estudo atuaram de forma significativamente menos intensa que a comercial. Os estudos envolvendo as enzimas fúngicas requisitam aprofundamento. Dentre os resultados obtidos, destaca-se a alta conversão a glicose da polpa celulósica M-AgMec-50°, o que indicou que a hidrólise enzimática de polpa celulósica de sisal, com características similares à esta, apresenta grande potencial para produção de açúcares via catálise enzimática, visando obtenção de etanol. / This study corresponds to the enzymatic hydrolysis of previously mercerized pulp sisal (20g polpa.L-1 aqueous 20% NaOH) via mechanical agitation (50° C, 3h, M-AgMec-50°) and ultrasound (25° C, 1h) at 20% (M-US-20%) and 40% (-M-US 40%) of amplitude. The mercerized pulp had the following properties: M-AgMec-50° 97.4% of α-cellulose, 68% of crystallinity (Ic) and average viscometric molecular weight (MMvis) of 94618,0g.mol-1, M-US-20% 95% of α-cellulose, 68% of Ic and MMvis of 87581,6 g.mol-1, M-US-40% 91.2% α-cellulose, 66% of Ic and 81786,9g .mol-1 of MMvis. The hydrolysis reactions (48 h) were performed using commercial enzymes cellulase (Accellerase 1500) and enzymes obtained from the growth of the fungus Aspergillus sp. Aliquots constituted of unreacted pulp and liquor were taken from the medium during the reaction. The unreacted pulps were characterized with respect to Ic, MMvis, length and thickness and scanning electron microscopy (SEM). The liquors were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) and by the Miller method (DNS). In the hydrolysis of the cellulose pulp sisal M-AgMec -50°, the amount of enzymes used was varied (0.5 (HE- SAG-0.5), 0.7 (HE-SAG-0.7) and 0.9 (HE-SAG-0.9) mL enzyme complex.g-1 pulp). The highest yield of glucose (98%), obtained via HPLC, corresponded to HE-SAG-0.9. This proportion of enzymes was used for the reactions using the pulps M-US-20% (HE-SU20-0,9) and M-US-40% (HE-SU40-0,9). Among all the considered pulps, the best performance for glucose was HE-SAG-0.9 as the presence of greater amounts of hemicellulose in pulps treated via ultrasonic (HE-HE-SU 20-0,9 SU40-0,9 ) made it difficult for the enzymes to access the cellulose chains. The analysis of unreacted pulps showed that, in general, cellulase enzymes act primarily on the non-crystalline region. Different behaviors were observed with respect to Ic and MMvis, depending on the time interval elapsed during the reaction. Considering the peak density of greater length for the fibers HE-SAG-0.5; HE-SAG-0.7 and HE-SAG-0.9, the variation during the reaction was [129-215] μm for [77-129] μm. The fibers of lengths greater than [359-599] μm became smaller, thus increasing the concentration of fibers with lengths smaller than 359μm in the medium. For HE-SAG-0.5; HE-SAG-0.7; HE-SAG-0.9 the peak of greater density of thickness varied from [28-39] to [11-23] μm and, for HE-SU20-0,9 and HE-SU40-0,9 that varied from [18-30] μm to [14-18] μm. The set of results indicated that the enzymes acted primarily from the fiber surfaces. Reactions using commercial cellulases and enzymes obtained from Aspergillus sp fungus were performed using other substrates in addition to M-AgMec-50°(HE-SAG-0,5; H-Aspergillus-SAG-1,5), which were microcrystalline cellulose (HE-MICRO-0,5; H-Aspergillus-MICRO-1,5) and filter paper (HE-PFT-0.5, H-Aspergillus-PFT-1,5). Out of the three substrates used, the filter paper showed a higher amount of hemicellulose, and therefore the highest concentration of reducing sugars (DNS) was observed in this sample for the two enzymes. For all the substrates, the fungal enzyme produced a much lower level of sugar than that obtained by using commercial enzyme. The enzymes were evaluated by electrophoresis of proteins. The bands of endoglucanases and exoglucanases were observed in the fungal enzymes, confirming that during the growth of the fungus there was the formation of cellulase enzymes. However, the respective bands of commercial cellulases showed that these enzymes are present in considerably higher concentration when compared to those obtained from the fungus Aspergillus sp. When comparing the results of Ic, MMvis, length and thickness for all the unreacted pulps using commercial and fungal enzymes under the conditions considered in this study, it was observed that fungal enzymes acted significantly less intensely than the commercial ones. Studies involving fungal enzymes need deepening. Among the obtained results, there is a high conversion of the glucose pulp AgMec-M50°, which indicated that the enzymatic hydrolysis of cellulosic pulps with features similar to the pulp used in the present study, has great potential for the production of sugars via enzymatic catalysis aiming at the production of ethanol.

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