Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-25Bitstream added on 2014-06-13T19:29:02Z : No. of bitstreams: 1 masiero_moc_me_araiq_parcial.pdf: 159337 bytes, checksum: 4eb636fc3724eef5326659eceac0184f (MD5) Bitstreams deleted on 2015-07-02T12:36:09Z: masiero_moc_me_araiq_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-02T12:37:31Z : No. of bitstreams: 1 000685621_20190823.pdf: 159179 bytes, checksum: 87cac4ca086a6fd34d713ed1c92719c3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A biomassa lignocelulósica contém quantidades significativas de fontes de carbono, sendo assim uma fonte de energia renovável. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer meios líquidos e sólidos para o estudo dos efeitos dos inibidores presentes nos hidrolisados do bagaço de cana-de-açúcar e, por fim, estabelecer um coquetel de inibidores que permitisse o crescimento e a fermentação da levedura Saccharomyces cerevisiae no meio líquido estabelecido. Por esta razão, o conjunto de resultados deste trabalho compreende três partes. A primeira parte foi dedicada ao estabelecimento de meios sólidos e líquidos para comparação de leveduras na presença do inibidor mais abundante do hidrolisado do bagaço de cana, o ácido acético. No meio sólido YPD, as diferentes linhagens de leveduras ensaiadas sofreram menos os efeitos inibitórios deste ácido do que o meio sintético solidificado. Em meio líquido, foi necessário adicionar 2% de extrato de levedura para ativar o crescimento da levedura 63M, mas este efeito foi suprimido em presença de ácido acético. As variações em pH inicial (3,5 – 5,5) afetaram mais a produção de etanol do que a biomassa, ao passo que a viabilidade não variou. A segunda parte deste trabalho foi dedicada ao estabelecimento de um meio sintético que permitisse o crescimento e fermentação da linhagem 63M em presença de ácido acético. O aumento de 33% em biomassa na presença de 83 mmol/L de ácido acético foi devido à elevação da glicose (10-18%) e do inóculo (5-10 mg/mL). As concentrações crescentes e variadas de ácido acético em meio sintético foi utilizado para estudar seus efeitos sobre o crescimento (inibição acima de 50 mmol/L), a viabilidade (acima de 250 mmol/L) e a produção de etanol (acima de 83 mmol/L). As concentrações de outros inibidores... / Lignocellulosic biomass contains significant quantities of carbon sources, being a renewable energy source. The aim of the present work was to determine liquid and solid media for the study of the effects of inhibitors present in hydrolysates of sugarcane bagasse, and to establish a cocktail of inhibitors that allow the growth and the fermentation of the yeast Saccharomyces cerevisiae in the liquid medium established. Thus, the results of this work consist of three parts. The first part was dedicated to establishing solid and liquid media in order to compare different yeast strains in the presence of the most abundant inhibitor found in hydrolysates of sugarcane bagasse, the acetic acid. On YPD solid medium, this acid had less inhibitory effect on the different yeast strains tested than on the synthetic solid medium. In liquid medium, it was necessary to add 2% yeast extract to activate the growth of the strain 63M, but this effect was abolished in the presence of acetic acid. Variations in the initial pH (3.5 - 5.5) affected more the ethanol production than the biomass, while the viability was not influenced. The second part of this work was dedicated to establishing a synthetic medium that allows the growth and fermentation of the strain 63M in the presence of acetic acid. The 33% increase in biomass in the presence of 83 mmol/L acetic acid was due to the high glucose concentration (10-18%) and inoculum (5-10 mg/mL) used. The increasing concentrations of acetic acid in the synthetic medium were used to study its effects on growth (inhibition above 50 mmol/L), viability (over 250 mmol/L) and ethanol production (above 83 mmol/L). The concentrations of the other inhibitors had different limits of tolerance by the yeast... (Complete abstract click electronic access below)

学位プログラム名: 京都大学大学院思修館 / 京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(総合学術) / 甲第23347号 / 総総博第20号 / 新制||総総||4(附属図書館) / 京都大学大学院総合生存学館総合生存学専攻 / (主査)教授 山敷 庸亮, 教授 山本 貴士, 教授 寶 馨, 教授 齋藤 敬 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy / Kyoto University / DFAM

Orientador: Cecília Laluce / Coorientador: Karen F. de Oliveira. / Banca: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Banca: Nilce maria Martinez Rossi / Resumo: A biomassa lignocelulósica contém quantidades significativas de fontes de carbono, sendo assim uma fonte de energia renovável. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer meios líquidos e sólidos para o estudo dos efeitos dos inibidores presentes nos hidrolisados do bagaço de cana-de-açúcar e, por fim, estabelecer um coquetel de inibidores que permitisse o crescimento e a fermentação da levedura Saccharomyces cerevisiae no meio líquido estabelecido. Por esta razão, o conjunto de resultados deste trabalho compreende três partes. A primeira parte foi dedicada ao estabelecimento de meios sólidos e líquidos para comparação de leveduras na presença do inibidor mais abundante do hidrolisado do bagaço de cana, o ácido acético. No meio sólido YPD, as diferentes linhagens de leveduras ensaiadas sofreram menos os efeitos inibitórios deste ácido do que o meio sintético solidificado. Em meio líquido, foi necessário adicionar 2% de extrato de levedura para ativar o crescimento da levedura 63M, mas este efeito foi suprimido em presença de ácido acético. As variações em pH inicial (3,5 - 5,5) afetaram mais a produção de etanol do que a biomassa, ao passo que a viabilidade não variou. A segunda parte deste trabalho foi dedicada ao estabelecimento de um meio sintético que permitisse o crescimento e fermentação da linhagem 63M em presença de ácido acético. O aumento de 33% em biomassa na presença de 83 mmol/L de ácido acético foi devido à elevação da glicose (10-18%) e do inóculo (5-10 mg/mL). As concentrações crescentes e variadas de ácido acético em meio sintético foi utilizado para estudar seus efeitos sobre o crescimento (inibição acima de 50 mmol/L), a viabilidade (acima de 250 mmol/L) e a produção de etanol (acima de 83 mmol/L). As concentrações de outros inibidores... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Lignocellulosic biomass contains significant quantities of carbon sources, being a renewable energy source. The aim of the present work was to determine liquid and solid media for the study of the effects of inhibitors present in hydrolysates of sugarcane bagasse, and to establish a cocktail of inhibitors that allow the growth and the fermentation of the yeast Saccharomyces cerevisiae in the liquid medium established. Thus, the results of this work consist of three parts. The first part was dedicated to establishing solid and liquid media in order to compare different yeast strains in the presence of the most abundant inhibitor found in hydrolysates of sugarcane bagasse, the acetic acid. On YPD solid medium, this acid had less inhibitory effect on the different yeast strains tested than on the synthetic solid medium. In liquid medium, it was necessary to add 2% yeast extract to activate the growth of the strain 63M, but this effect was abolished in the presence of acetic acid. Variations in the initial pH (3.5 - 5.5) affected more the ethanol production than the biomass, while the viability was not influenced. The second part of this work was dedicated to establishing a synthetic medium that allows the growth and fermentation of the strain 63M in the presence of acetic acid. The 33% increase in biomass in the presence of 83 mmol/L acetic acid was due to the high glucose concentration (10-18%) and inoculum (5-10 mg/mL) used. The increasing concentrations of acetic acid in the synthetic medium were used to study its effects on growth (inhibition above 50 mmol/L), viability (over 250 mmol/L) and ethanol production (above 83 mmol/L). The concentrations of the other inhibitors had different limits of tolerance by the yeast... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2016-08-12T18:48:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-06-27. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-12T18:50:50Z : No. of bitstreams: 1 000866164.pdf: 63682 bytes, checksum: ab402715b457ddfd406732d19931125e (MD5)

Orientador: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Co-orientador: Rubens Monti / Banca: Heloiza Ferreira Alves do Prado / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Sarita Candida Rabelo / Banca: Sandra Helena Cruz / Resumo: Não disponível. / Abstract: Not available. / Doutor

Orientador : Yong Kun Park / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-15T03:27:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CastroGomez_RaulJorgeHernan_D.pdf: 6640888 bytes, checksum: ab9364527326586d259e2a933e250d9a (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: A informação apresentada neste trabalho mostra os resultados da pesquisa na produção de glicose e xilose do bagaço de cana de açúcar e sua subsequente fermentação a -etanol peIa levedura PaehysoZen tannophiZus NRRL y-2460. O bagaço de cana de açúcar foi submetido a processos de pré-tratamentos com alcali e de explosão -autohidrólise antes da sua sacarificação enzimática e ácida com celulases do Triehoderma reesei QM 94Z4 e com solução 5% de H2S04, respectivamente. Quando o bagaço de cana de açúcar foi tratada a 2000C durante 4,0 minutos com uma relação água: bagaço de 8:1, o rendimento de extração da hemicelulose pelo pré-tratamento, com alcali, forneceu uma fração fermentecível a etanol. Após a neutralização da solução até pH 5,0, a hemicelulose foi recuperada do filtrado obtido no pré-tratamento com alcali por uma precipitação com álcool etilico (95%), seguido de um processo de deslignificação com etanol à 700C por 4 horas. Ambas frações de hemicelulose, do processo de explosão - autohidrólise (fração IV) e do pré-tratamento com alcali (fração 11) foram submetidos a uma hidrólise ácida e enzimática. A sacarificação foi inibida por substâncias de baixo peso molecular não voláteis, introduzidas pelo processo de explosão-autohidrólise do bagaço de cana de açúcar. Estas substâncias inibidoras foram eliminadas por um processo de diálise. A eficiência da sacarificação foi de 36-94%, depedendo da concentração de sólidos presentes no líquido de autohidrólise. O maior grau de sacarificação correspondeu a fração de hemicelulose obtida pelo pré-tratamento alcalino (fração II) seguida da fração de hemicelulose dialisada, obtida pelo processo de explosão-autohidrólise (fração IV). A levedura pachysoLen tannophiLus NRRL y-2460 foi capaz de transformar a D-xilose, D-glicose e ambos hidrolisados do bagaço de cana de açúcar obtidos de acordo ao indicado acima, a etanol, sob as condições de fermentação de 32oC, 200 rpm., e pH 2,5-3,0. Meios de cultura contendo urna concentração inicial de 24,5 9 de D-xilose/L, rendeu 0,158 9 de etanol/g de D-xilose consumida. Durante a fermentação alcoólica da D-glicose à concentração inicial de 21,5 9 de D-glicose/L, a produção de etanol foi 0,384 g/g de D-glicose consurnida. A fermentação aIcoólica dos hidrolisados enzirnáticosdas frações IV e II do bagaço de cana de açúcar, produziram 0,098 e 0,10 9 de etanol/ 9 de açúcar redutor consumidos resp~ctivamente. Os hidrolisados ácidos destas frações produziram muito pouco ou nada de etanol. Os baixos rendimentosde etanol foram o resultado das condições sub-ótimas de fermentação, principalmente à condição de aeração que favoreceu a formação de biomassa / Abstract: The information presented in this work covers research findings on the pJ:ioduétii'on 'of glucose an xylose from sugar cane bagasse and the subsequentdirect fermentation of those sugars to obtain ethanol by the yeast PaahysoZentannophiZus NRRL y-2460. Sugar cane bagasse was subjected to heat explosion and alkali pre-treatments prior to enzymatic and acid saccharification with T~iahode~ma ~ee8ei QM 94Z4 cellulases and 5% H2S04 solution, respectively. When the sugar cane bagasse was. treated at 2009C for 4 minutes at a water-to-solids ratio of 8:1, the yield of hemicellulose extration was maximum. A sodium hydroxide extration yielded a hemicellulose fraction available for fermentation to ethanol. After the neutralization of the solution to pH 5.0, the hemicelulose was recovered from the liquid filtrates of the alkali pre-treatment, by ethylalcohol (95%) precipitation followed by deslignification with ethanol at 709C for 4 hours. Both hemicellulose fractions from the heat explosion (fraction IV) and alkali pre-treatments (fraction 11), were subjected to enzymatic and acid hydrolyses. The saccharification was inhibited by low molecular weight-non volatile substances, introduced by the heat explosion process of the sugar cane bagasse. Those inhibitory substances were eliminated by a dialyzed processo The saccharification efficie~cy was between 36 and 94%, depending of the solids concentration presen't in the auto-hydrolyzed liquido The highest degree of saccharification corresponded to the hemicellulose fraction obtained by the alkali pre-treatment (fraction lI), fo11owed by the dia1yzed hemice11u1ose rãction obtained from the heat exp1osion process (fraction IV) . The yeast PaahysoZen tannophiZus NRRL y-2460 was found to be capab1e of converting D-xilose, D-g1ucose and both enzymatic hydro1ysates from sugar cane bagasse, obtained by theOabove mentioned pre-treatments, to ethanol under the fermentation conditions of 32QC, 200 rpm and pH 2.5-3.0 Batch cu1ture initia11y containing 24.5 go of D-xylose/t, yie1ded 0.158 9 of ethanol/g of D-xylose consumed. During D-glucose fermentation at an initia1 concentration of. 21.5 9 of D-glucose/L the productti.on of ethanol of the enzymatic hydrolysates of the hemicel1ulose fraction of the sugar cane bagasse, gave 0.098 and 0.10 9 ethanol/g of reducing . sugars consumed for fractions IV and 11, respectively. Both acid hydrolysates of these fractions gave negligible quantities of ethanol. The low yield of ethanol obtained were the.result of the sub-optimal fermentation conditions, particularly the aeration condition through out the process which promote mainly biomass production / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

O objetivo deste trabalho foi caracterizar a farinha do bagaço da cana-de-açúcar (FBCA) e avaliar o efeito de sua aplicação, como fonte de fibra insolúvel, em bolo. A FBCA foi caracterizada com relação a sua composição química (teor de umidade, cinzas, proteínas, carboidratos, fibras solúveis, fibras em detergente ácido e neutro e lipídeos), atividade de água (Aw), composição de minerais pela técnica de Espectrometria de Fluorescência de Raios-X (TXRF), determinação do tamanho e distribuição das partículas, avaliação da cor instrumental e contagem de bolores e leveduras e de coliformes totais. A FBCA foi aplicada em bolo tipo cupcake nas proporções de 3 e 6%. Os bolos recém-preparados foram avaliados com relação à umidade, atividade de água (Aw), densidade, cor instrumental e pH. Os bolos foram estocados durante 42 dias e em 5 pontos deste período foram avaliados com relação a umidade, Aw, perfil de textura (parâmetros dureza, elasticidade e coesão), contagem de bolores e leveduras e aceitação sensorial (atributos aparência, sabor, aroma, textura e aceitação global). Todas as análises foram realizadas também em uma amostra controle, preparada sem a adição de FBCA, para efeito de comparação. A FBCA demonstrou ser excelente fonte de fibra insolúvel, com 81,92% entre celulose, lignina e hemicelulose, bem como de minerais como o ferro, manganês e cromo. Todavia é uma fonte pobre de fibra solúvel, proteína, carboidratos e lipídeos. Em torno de 60% das partículas da FBCA possuem tamanho inferior a 80µm. A FBCA apresentou contagem alta de bolores e leveduras e cor tendendo para o amarelo e vermelho. Os bolos apresentaram em torno de 15% de umidade e Aw na faixa intermediária. Bolos com FBCA foram ligeiramente mais úmidos, escuros e densos que o controle. Porém, foram menos elásticos e tão coesos e duros quanto. Os bolos adicionados de 3% de FBCA apresentaram a mesma aceitação que o produto tradicional, com a vantagem do maior valor nutricional em função da presença das fibras e dos minerais oriundos da FBCA. / The aim of this study was to characterize the flour from sugarcane bagasse (FSB) and to evaluate the effect of its application as a source of insoluble fiber in cake. The FSB was characterized in respect to the chemical composition (moisture content, ash, proteins, carbohydrates, soluble fiber, fiber in acid and neutral detergent, cellulose, hemicellulose, lignin and lipids), water activity (Aw), mineral composition by Fluorescence spectrometry technique X-ray (TXRF), size and distribution of particles, evaluation of the instrumental color and counts of molds and total coliforms. The FSB was applied in cupcakes, in proportions of 3% and 6%. The freshly prepared cakes were evaluated in respect to moisture content, water activity (Aw), density, pH and instrumental color. The cakes were stored for 42 days and during this period were evaluated for moisture content, Aw, instrumental texture (hardness, elasticity and cohesion), counts of molds and sensory acceptance (appearance, taste, flavor, texture and overall acceptance). All analysis were also carried out in a control sample, prepared without the addition of FSB, for comparison. The FSB demonstrated to be an excellent source of insoluble fiber, containing 81.92% between cellulose, lignin and hemicellulose, and is source of minerals such as iron, manganese and chromium. However, it is a poor source of soluble fiber, protein, carbohydrates and lipids. Around 60% of the particles of FSB are smaller than 80µm. The FSB presented high counts of molds and the color tends to yellow and red. The cakes showed around 15% of moisture content and Aw in the middle range. Cakes with FSB were slightly damper, darker and denser than traditional. However were less elastic, but so cohesive and hard as the traditional one. Cakes added with 3% of FSB presented the same acceptance that the traditional product, with the advantage of greater nutritional value due to the presence of fibers and minerals from FSB.

A fermentação de hidrolisados hemicelulósicos tem como principal dificuldade a presença de compostos inibidores ao metabolismo microbiano, derivados da degradação parcial da lignina, degradação dos açúcares e liberação de radicais acetil durante a etapa de hidrólise dos materiais lignocelulósicos. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência de diferentes tratamentos de destoxificação sobre a composição e fermentabilidade do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar na produção de etanol e xilitol. Foram avaliados os seguintes tratamentos: a) alteração de pH com óxido de cálcio e ácido fosfórico seguido de adsorção com carvão ativo; b) utilização de resinas de troca iônica (A-860, A-500PS e C-150 - Amberlite); e c) extração líquido-líquido com interface imobilizada em membrana de fibra oca (Membrana, Charlote, NC - USA), na qual a fase orgânica foi uma mistura de octanol e Alamina 336 e a fase aquosa foi o próprio hidrolisado. De acordo com os resultados, os tratamentos aplicados (a, b e c) promoveram uma redução na concentração de ácido acético de 46,74%, 64,15% e 44,71% e uma redução na absorbância relativa (A.R.) de 82,0%, 94,59% e 46,07%, respectivamente. Na fermentação dos hidrolisados tratados, pela levedura Candida guilliermondii FTI 20037, após 48h de fermentação, os resultados para o fator de rendimento foram de 0,57g/g, 0,42g/g e 0,33 g/g após os tratamentos a, b e c, respectivamente. Quanto à produtividade volumétrica, na mesma ordem dos tratamentos foram obtidos os seguintes resultados: 0,39 g.L-1.h-1, 0,20 g.L-1.h-1 e 0,16 g.L-1.h-1. Nas fermentações dos hidrolisados tratados (a) e (b) pela levedura Pichia stipitis IMH 43.2, visando a produção de etanol, após 48h os resultados do fator de rendimento foram 0,38 g/g e 0,23 g/g, respectivamente, enquanto a produtividade volumétrica foi de 0,09 g.L-1.h-1 para o tratamento (a) e para o tratamento (b). Para o tratamento (c) não se observou a produção de etanol nas condições de fermentação utilizadas. Considerando os resultados obtidos, sugere-se que, para as condições experimentais empregadas, o hidrolisado seja tratado por alteração de pH seguido de tratamento com carvão ativado, uma vez que este tratamento resultou nos melhores resultados para o fator de rendimento tanto na produção de xilitol quanto na produção de etanol. / The fermentation of hemicellulosic hydrolysates has as main difficult the presence of compounds derived from partial degradation of lignin, sugars and release of acetyl groups, which are inhibitors of microbial metabolism, during the hydrolysis process of lignocellulosic materials. This study aimed to evaluate the influence of different detoxification treatments on the composition and fermentability of the sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolyzate in the production of xylitol and ethanol. The following treatments were evaluated: a) change of pH with calcium oxide and phosphoric acid followed by adsorption with activated charcoal, b) use of ion exchange resins (A-860, A-500 PS and C-150 - Amberlite) and c) liquid-liquid extraction with immobilized interface in hollow-fiber membrane (Membrana, Charlote, NC - USA), in which the organic phase was a mixture of octanol and Alamine 336, and the aqueous phase was the hydrolyzate. According to the results, the employed treatments (a, b and c) promoted a reduction of 46.74%, 64.15% and 44.71% in the acetic acid concentration, and a reduction in the relative absorbance (RA) of 82.0%, 94,59% and 46.07% respectively. In the fermentation of the treated hydrolyzates by the Candida guilliermondii FTI 20037 yeast, aiming xylitol production, after 48h of fermentation, the results for xylitol yield were 0.57g/g, 0.42g/g and 0.33g/g, after the treatments a), b) and c), respectively. The volumetric productivity obtained was 0,39 g.L-1.h-1, 0,20 g.L-1.h-1 and 0,16 g.L-1.h-1, in the same order of treatments. In fermentation by Pichia stipitis IMH 43.2 of the hydrolyzates that used treatments (a) and (b), aiming the production of ethanol, after 48h, the results for yield were 0.38g/g and 0.23g/g, respectively, while the volumetric productivity was 0,09 g.L-1.h-1 for both treatments. For treatment (c) there was no ethanol production using the fermentation conditions applied in this work. Considering these results, it is suggested that for the experimental conditions used at this work, the hydrolyzate should be treated by pH change followed by treatment with activated charcoal, since this treatment resulted in better results of yield in the production of xylitol and ethanol.

A fermentação de hidrolisados hemicelulósicos tem como principal dificuldade a presença de compostos inibidores ao metabolismo microbiano, derivados da degradação parcial da lignina, degradação dos açúcares e liberação de radicais acetil durante a etapa de hidrólise dos materiais lignocelulósicos. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência de diferentes tratamentos de destoxificação sobre a composição e fermentabilidade do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar na produção de etanol e xilitol. Foram avaliados os seguintes tratamentos: a) alteração de pH com óxido de cálcio e ácido fosfórico seguido de adsorção com carvão ativo; b) utilização de resinas de troca iônica (A-860, A-500PS e C-150 - Amberlite); e c) extração líquido-líquido com interface imobilizada em membrana de fibra oca (Membrana, Charlote, NC - USA), na qual a fase orgânica foi uma mistura de octanol e Alamina 336 e a fase aquosa foi o próprio hidrolisado. De acordo com os resultados, os tratamentos aplicados (a, b e c) promoveram uma redução na concentração de ácido acético de 46,74%, 64,15% e 44,71% e uma redução na absorbância relativa (A.R.) de 82,0%, 94,59% e 46,07%, respectivamente. Na fermentação dos hidrolisados tratados, pela levedura Candida guilliermondii FTI 20037, após 48h de fermentação, os resultados para o fator de rendimento foram de 0,57g/g, 0,42g/g e 0,33 g/g após os tratamentos a, b e c, respectivamente. Quanto à produtividade volumétrica, na mesma ordem dos tratamentos foram obtidos os seguintes resultados: 0,39 g.L-1.h-1, 0,20 g.L-1.h-1 e 0,16 g.L-1.h-1. Nas fermentações dos hidrolisados tratados (a) e (b) pela levedura Pichia stipitis IMH 43.2, visando a produção de etanol, após 48h os resultados do fator de rendimento foram 0,38 g/g e 0,23 g/g, respectivamente, enquanto a produtividade volumétrica foi de 0,09 g.L-1.h-1 para o tratamento (a) e para o tratamento (b). Para o tratamento (c) não se observou a produção de etanol nas condições de fermentação utilizadas. Considerando os resultados obtidos, sugere-se que, para as condições experimentais empregadas, o hidrolisado seja tratado por alteração de pH seguido de tratamento com carvão ativado, uma vez que este tratamento resultou nos melhores resultados para o fator de rendimento tanto na produção de xilitol quanto na produção de etanol. / The fermentation of hemicellulosic hydrolysates has as main difficult the presence of compounds derived from partial degradation of lignin, sugars and release of acetyl groups, which are inhibitors of microbial metabolism, during the hydrolysis process of lignocellulosic materials. This study aimed to evaluate the influence of different detoxification treatments on the composition and fermentability of the sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolyzate in the production of xylitol and ethanol. The following treatments were evaluated: a) change of pH with calcium oxide and phosphoric acid followed by adsorption with activated charcoal, b) use of ion exchange resins (A-860, A-500 PS and C-150 - Amberlite) and c) liquid-liquid extraction with immobilized interface in hollow-fiber membrane (Membrana, Charlote, NC - USA), in which the organic phase was a mixture of octanol and Alamine 336, and the aqueous phase was the hydrolyzate. According to the results, the employed treatments (a, b and c) promoted a reduction of 46.74%, 64.15% and 44.71% in the acetic acid concentration, and a reduction in the relative absorbance (RA) of 82.0%, 94,59% and 46.07% respectively. In the fermentation of the treated hydrolyzates by the Candida guilliermondii FTI 20037 yeast, aiming xylitol production, after 48h of fermentation, the results for xylitol yield were 0.57g/g, 0.42g/g and 0.33g/g, after the treatments a), b) and c), respectively. The volumetric productivity obtained was 0,39 g.L-1.h-1, 0,20 g.L-1.h-1 and 0,16 g.L-1.h-1, in the same order of treatments. In fermentation by Pichia stipitis IMH 43.2 of the hydrolyzates that used treatments (a) and (b), aiming the production of ethanol, after 48h, the results for yield were 0.38g/g and 0.23g/g, respectively, while the volumetric productivity was 0,09 g.L-1.h-1 for both treatments. For treatment (c) there was no ethanol production using the fermentation conditions applied in this work. Considering these results, it is suggested that for the experimental conditions used at this work, the hydrolyzate should be treated by pH change followed by treatment with activated charcoal, since this treatment resulted in better results of yield in the production of xylitol and ethanol.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-15Bitstream added on 2014-06-13T20:06:24Z : No. of bitstreams: 1 sacco_ap_dr_araiq.pdf: 974516 bytes, checksum: df003a2a3edadda2bab3403b7e91624e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A elucidação da estrutura da lignina, macromolécula natural amorfa, é um desafio para a pesquisa. Sua estrutura pode variar bastante de uma fonte vegetal para a outra, dependendo da sua origem. Neste trabalho, foi realizada a extração, a caracterização e o estudo cinético de decomposição térmica de ligninas obtidas a partir de duas fontes de biomassa: de bagaço de cana-de-açúcar (utilizada como referência) e dos resíduos sólidos urbanos (RSU) de leiras em diferentes estágios de compostagem. As técnicas utilizadas para a caracterização das ligninas foram: análise térmica (TG/DTA), FITR, RMN de 13C no estado sólido e fluorescência de raios-X. O estudo cinético de degradação térmica das ligninas foi realizado utilizando o método isoconversional de Flynn- Wall e Ozawa. A lignina obtida do bagaço de cana-de-açúcar apresentou-se como uma boa amostra de referência por possuir características de protolignina, sem impurezas de carboidratos associados à sua estrutura, o que pôde ser confirmado pela técnica de RMN de 13C. Já as ligninas obtidas dos RSU apresentaram decomposição térmica e grupos característicos da lignina e a presença de outros elementos complexados em sua estrutura, principalmente o íon ferro. No entanto, a presença de carbonos alifáticos comprovados pelas técnicas de TG/DTA e RMN de 13C, sugere que as ligninas extraídas dos RSU encontram-se fragmentadas. De acordo com o estudo cinético, para o primeiro evento de decomposição térmica da lignina, verificou-se o efeito de compensação cinética para as amostras de ligninas referências, bem como, para as ligninas extraídas dos RSU, levando à conclusão de que ambas apresentam a mesma composição orgânica básica. / The elucidation of the structure of lignin, amorphous natural macromolecule, is a challenge for the research. Its structure can vary a lost from a vegetable source to other, depending on its origin. In this work, it was made the extraction, the characterization and the kinetic study of thermal decomposition of lignins obtained from two biomass sources: sugarcane bagasse (used as reference) and the urban solid residues (RSU) of stacks in different stages of composting. The techniques used for the characterization of lignins were: thermal analysis (TG/DTA), FITR, NMR 13C in the solid state and fluorescence of ray-X. The kinetic study of thermal degradation of the lignins was made using the method isoconversional of Flynn - Wall and Ozawa. Lignin obtained from sugarcane bagasse was a good reference sample for owning protolignin characteristics, without carbohydrate impurities associated in your structure, what could be confirmed by the technique of RMN 13C. By other hand, lignin obtained from RSU presented thermal decomposition and characteristic groups of lignin and the presence of other elements complexed in your structure, mainly the ion iron. However, the presence of aliphatic carbons confirmed by techniques of TG/DTA and NMR 13C, suggests that lignins extracted from RSU are fragmented. In agreement to kinetic study, for the first event of thermal decomposition of the lignin, the effect of kinetic compensation was verified for the samples of reference lignins, as well as, for lignins extracted from RSU, taking to the conclusion that both present the same basic organic composition.