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Alga marinha vermelha Hypnea musciformis (wulfen) como fonte potencial de carboidratos para a produÃÃo de etanol / Red seaweed Hypnea musciformis (Wulfen) as a potential source of carbohydrates for ethanol productionAntonio Alves da Silva Neto 25 July 2013 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Alta demanda de energia e mudanÃas climÃticas globais tÃm gerado interesse dos governantes mundiais para investir em pesquisas de fontes alternativas e renovÃveis de combustÃveis. Nessa perspectiva, as macroalgas vÃm ganhando ampla atenÃÃo por parte de pesquisadores do mundo inteiro como fonte alternativa renovÃvel de biomassa para a produÃÃo de bioetanol, o qual à denominado atualmente de combustÃvel de âterceira geraÃÃoâ. A utilizaÃÃo das algas marinhas como matÃria-prima para produÃÃo de bioetanol apresenta vantagens, tais como (1) nÃo competiÃÃo com a produÃÃo de alimentos, (2) alto conteÃdo de carboidratos, (3) baixo conteÃdo de lignina e (4) alta produtividade. O potencial da alga marinha vermelha Hypnea musciformis em fornecer carboidratos fermentescÃveis para a produÃÃo de bioetanol foi avaliado no presente trabalho. A alga foi obtida de cultivo comercial, localizado na praia de Flecheiras, municÃpio de Trairi, Cearà e apÃs lavagem, secagem e trituraÃÃo, 5 g foram adicionados a 100 mL de HCl (0,2; 0,5 e 1,0 M) em erlenmeyers, autoclavados a 121 ÂC (10, 20 e 30 min). Foi observada a presenÃa de galactose (7,4 â 10,8 g.L-1) e glucose (3,4 â 4,7 g.L-1) em todos os hidrolisados e a condiÃÃo de hidrÃlise 0,5/20, apresentando uma concentraÃÃo de glicose + galactose de 14,8 g.L-1, foi selecionada para os ensaios de fermentaÃÃo dos monossacarÃdeos por Saccharomyces cerevisiae a 30ÂC. Os resultados mostraram que a glicose e a galactose, foram consumidas simultaneamente, no entanto esse consumo sà foi iniciado apÃs 7 h de fermentaÃÃo e apÃs 52 h, 82,5 % da glicose e 72% da galactose tinham sido consumidas, com uma produÃÃo mÃxima de 5,3 g.L-1 de bioetanol, representando uma eficiÃncia fermentativa de 50% do teÃrico e evidenciando a habilidade da S. cerevisiae em fermentar a galactose proveniente de matÃria-prima algÃcea com um rendimento de 0,1 g de bioetanol/g de alga seca. Observou-se, na condiÃÃo de hidrÃlise selecionada, uma maior velocidade especÃfica de consumo de substrato acompanhado da velocidade de produÃÃo de etanol. Os rendimentos de etanol baseados no consumo de substrato (glucose + galactose) e biomassa foram 0,315 e 0,08 (g/g), respectivamente. As produtividades de biomassa e etanol foram 0,008 g.L-1.h-1 e 0,100 g.L-1.h-1, respectivamente. Com os dados obtidos pode-se concluir que a alga marinha H. musciformis se mostrou uma potencial fonte renovÃvel de biomassa para a produÃÃo de etanol. No entanto, sÃo necessÃrios mais estudos para otimizar o processo produtivo de bioetanol a partir desses organismos. / High energy demand and global climate changes have generated interest in world leaders to invest in research on alternative and renewable fuels. In this perspective, the macroalgae are gaining wide attention from researchers around the world as an alternative source of renewable biomass for bioethanol production, which is currently called fuel "third generation". The use of seaweed as a feedstock for bioethanol production has advantages such as (1) no competition with food production, (2) high carbohydrates content, (3) low lignin content and (4) high productivity. The potential of the red seaweed Hypnea musciformis to provide fermentable carbohydrates for bioethanol production was evaluated in this study. The algae was obtained from a commercial cultivation, located on the Flecheiras beach, Trairi, Cearà and after washing, drying and grinding 5 g were added to 100 mL HCl (0.2, 0.5 and 1.0 M) in Erlenmeyer flasks, autoclaved at 121 ÂC (10, 20 and 30 min). It was observed the presence of galactose (7.4 to 10.8 g.L-1) and glucose (3.4 to 4.7 g.L-1) in all hydrolyzed and the hydrolysis condition 0.5/20, with a concentration of glucose + galactose 14.8 g.L-1, was selected for testing fermentation of monosaccharides by Saccharomyces cerevisiae at 30  C. The results showed that glucose and galactose were consumed simultaneously, however this consumption only started after 7 h of fermentation and after 52 h, 82.5% of glucose and 72% galactose had been consumed, with a maximum yield of 5.3 g.L-1 of ethanol, it represents a fermentation efficiency of 50% theory and showing the ability of S. cerevisiae ferment galactose from algal feedstock with a yield of 0.1 g ethanol/g dry seaweed. It was observed in the hydrolysis condition selected, a higher specific rate of the substrate consumption accompanied by the rate of ethanol production. The ethanol yields based on consumption of substrates (glucose + galactose) and biomass were 0.315 and 0.08 (g/g) respectively. The biomass and ethanol productivity were 0.008 g.L-1.h-1 and 0.100 g.L-1.h-1, respectively. With the date obtained it can be conclude that the red seaweed H. musciformis showed be a potential renewable source of biomass for the production of bioethanol. However, other studies are needed to optimize the production process of bioethanol from these organisms.
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ProduÃÃo biotecnolÃgica de xilitol a partir de hidrolisado de bagaÃo de caju / Biotechnological production of xylitol from cashew apple bagasse hydrolyzedTiago Lima de Albuquerque 04 February 2014 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A utilizaÃÃo de resÃduos agroindustriais como matÃria-prima para obtenÃÃo de produtos com maior valor agregado tem recebido grande destaque no campo cientÃfico nos Ãltimos anos. Esses materiais sÃo descartados no ambiente, conduzindo a prejuÃzos ambientais de grandes proporÃÃes ou, quando utilizados, nÃo sÃo empregados de forma plena e sustentÃvel. O Brasil se destaca na produÃÃo agrÃcola mundial de diversos produtos, sendo a regiÃo nordeste a maior produtora nacional de caju, incluindo assim o paÃs em uma situaÃÃo de destaque global em relaÃÃo a esse cultivo. No processamento, retira-se a amÃndoa do caju, que em geral à exportada com excelente preÃo de mercado, e extrai-se o suco, restando uma considerÃvel quantidade de bagaÃo. Esse componente, por sua vez, possui preÃo comercial irrisÃrio podendo ser utilizado na adubaÃÃo e em complemento a alimentaÃÃo animal. O bagaÃo do caju (BC) à rico em celulose (17,73%) e hemicelulose (19,22%), o que o torna um material lignocelulÃsico apto para obtenÃÃo de diversos aÃÃcares fermentescÃveis, especialmente a glicose e a xilose. Esses carboidratos podem ser assimilados por micro-organismos originando, por meio da via biotecnolÃgica, diversos bioprodutos, como por exemplo o xilitol. Essa substÃncia à um poliol com importÃncia alimentÃcia, farmacÃutica e odontolÃgica obtida a partir da D-xilose. Sua produÃÃo industrial ocorre a partir da hidrogenaÃÃo, catalisada pela presenÃa de ligas metÃlicas, da D-xilose, sob condiÃÃes de elevadas temperaturas e pressÃes, o que eleva o custo do processo. Diversos micro-organismos, principalmente leveduras, sÃo reportados por sua capacidade em produzir xilitol a partir de resÃduos lignocelulÃsicos. Dessa maneira, o objetivo desse trabalho foi realizar um estudo pioneiro a respeito da empregabilidade do BC como substrato para a produÃÃo de xilitol por fermentaÃÃo microbiana. A primeira etapa da pesquisa avaliou a produÃÃo de xilitol em meios sintÃticos, compostos por xilose (MX) ou xilose e glicose (MXG), por trÃs leveduras: Candida tropicalis, Kluyveromyces marxianus CCA510 e Kluyveromyces marxianus ATCC36907. As trÃs leveduras foram capazes de produzir xilitol nos meios sintÃticos e C. tropicalis e K. marxianus CCA510 foram selecionadas pelo seu melhor desempenho para os experimentos seguintes. A segunda etapa do trabalho consistiu em avaliar a produÃÃo de xilitol a partir do hidrolisado hemicelulÃsico de bagaÃo de caju (HBC). O hidrolisado foi obtido submetendo-se o BC, apÃs prÃvia lavagem, secagem e padronizaÃÃo de tamanho, a hidrÃlise Ãcida com H2SO4 0,6 mol.L-1, alcanÃando concentraÃÃo de glicose e xilose de 12,09 g.L-1 e 19,02 g.L-1, respectivamente. O HBC foi concentrado por evaporaÃÃo e tratado com dois tipos de carvÃo ativado (em grÃnulos e em pÃ), observando-se que o carvÃo em pà foi mais eficiente para eliminaÃÃo de inibidores do processo microbiana (como Ãcido acÃtico, fÃrmico e compostos fenÃlicos). Por Ãltimo, avaliou-se a influÃncia da suplementaÃÃo do HBC com diferentes fontes de nitrogÃnio (ureia, sulfato de amÃnio e extrato de levedura) para a produÃÃo de xilitol. Concluiu-se que a ureia foi capaz de melhorar o crescimento em biomassa dos micro-organismos testados, contudo, nenhuma das fontes de nitrogÃnio foi significativas para o incremento da produÃÃo de xilitol. Diante do estudo, pode-se concluir que o HBC pode ser matÃria-prima potencial para a produÃÃo biotecnolÃgica de xilitol pelas leveduras empregadas e que tratamentos de destoxificaÃÃo e suplementaÃÃo nutricional podem ser levados em consideraÃÃo para melhoria do processo.
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