Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-08T18:17:41Z No. of bitstreams: 1 CHOGI_Marianne_2016.pdf: 34489841 bytes, checksum: 761e8dfc342c5d6b967c9d2597dd8ae1 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-08T18:20:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CHOGI_Marianne_2016.pdf: 34489841 bytes, checksum: 761e8dfc342c5d6b967c9d2597dd8ae1 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-08T18:20:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CHOGI_Marianne_2016.pdf: 34489841 bytes, checksum: 761e8dfc342c5d6b967c9d2597dd8ae1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T18:20:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CHOGI_Marianne_2016.pdf: 34489841 bytes, checksum: 761e8dfc342c5d6b967c9d2597dd8ae1 (MD5) Previous issue date: 2016-07-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Biofuels are produced from clean alternative energy sources and one example is biobutanol, a fuel that can be produced by fermentation of different raw materials. The production of butanol is carried out by fermentative metabolism of solvent-producing microorganisms, with acetone and ethanol as major byproducts (ABE fermentation). This work aims to produce biobutanol using strains Clostridium beijerinckii (ATCC 10132) and Clostridium acetobulylicum (ATCC 824) and four different inoculum: ES - swine effluent digester located in the Água Branca Farm in the municipality of Itu; LR - UASB sludge of sewage treatment plant from the city of Porto Feliz; ES - cattle manure; SL - Soil from sugarcane cultivation in Sorocaba region. Glucose and cassava wastewater were used as substrate. The biobutanol production efficiency was evaluated for each strain and inoculum in fermentation batch reactors in which the sole substrate was glucose or cassava wastewater. Both strains produced biofuel, and C. beijerinckii (ATCC 10132) was more efficient yielding 0.33±0.08 g L -1 butanol and 1.65±0.23 g L -1 of ethanol from 30 g L -1 of glucose. When cassava wastewater was used as substrate (10 g L -1 of reducing sugar), the production of butanol was 0.64±0.1 g L -1 and ethanol was 2.47±0.07 g L-1 in comparison to 0.27±0.13 g L -1 butanol and 1.72±0.18 g L -1 of ethanol produced when C. beijerinckii were fed with glucose 10 g L -1 as control. Fermentation inocula produced only butyric acid with concentrations of 0.31±0.04 g L -1 for cattle manure and 0.12±0.013 g L -1 for swine effluent. As the cattle manure showed higher production of butyric acid, this culture was chosen for fermentation with cassava wastewater at COD 5 g L-1 . First of all the inoculum´s DNA was amplified with the pair of primers Sj-F and Sj-R specific for the genus Clostridium. With the confirmation of the clostridia presence, the fermentation with cassava wastewater at 5 g L -1 of COD was performed. This fermentation was compared with the strain C.beijerinckii growing in medium without enrichment and cattle manure with and without medium enrichment. C. beijerinckii biofuel production was 0.02 g L -1 of butanol and 0.69 g L-1 of ethanol after 12 h of fermentation, while cattle manure fermentation yielded 0.168 g L -1 of ethanol after 106 h in enriched medium and 0.026 g L-1 of ethanol in medium without enrichment after 12 h. These results demonstrate the feasibility of using cassava as a substrate for the production of biobutanol, ethanol and the possibility of producing biobutanol by cattle manure and swine effluent since butyric acid is an intermediary product of the pathway leading to butanol synthesis. / O presente trabalho teve por objetivo a produção de biocombustíveis a partir de manipueira (efluente oriundo do processamento da mandioca) na presença de duas cepas Clostridium beijerinckii (ATCC 10132) e Clostridium acetobulylicum (ATCC 824), e quatro diferentes inóculos pré-tratados termicamente, sendo estes: ES - efluente de biodigestor de suinocultura situado na Granja Água Branca no município de Itu; LR – lodo anaeróbio de estação de tratamento de esgoto sanitário do município de Porto Feliz; EB - esterco bovino; SL - solo de cultivo de cana-de-açúcar da região de Sorocaba. Foram utilizados como substratos a manipueira e glicose separadamente. Ambas as cepas produziram biocombustíveis, no entanto a mais eficiente foi Clostridium beijerinckii (ATCC 10132) que produziu 0,33±0,08 g L -1 de butanol e 1,65±0,23 g L -1 de etanol a partir de 30 g L -1 de glicose. A partir desses resultados a produção de biocombustíveis foi avaliada nos dois diferentes substratos: manipueira e glicose, com a manipueira (10 g L -1 de açúcar redutor) obteve-se produção de butanol de 0,64±0,1 g L -1 e etanol de 2,47±0,070 g L -1 , enquanto nos ensaios com glicose a 10 g L -1 a produção de butanol foi de 0,27±0,13 g L-1 e etanol foi de 1,72±0,18 g L-1 . Os inóculos pré-tratados não produziram biocombustíveis com ambos os substratos, porém observou-se produção de ácido butírico de 0,31±0,04 g L -1 para o EB (esterco bovino) e 0,12±0,013 g L -1 para o ES (efluente de suinocultura). Como o inóculo EB apresentou uma maior produção de ácido butírico essa cultura foi escolhida para a fermentação com manipueira com demanda química de oxigênio (DQO) de 5 g L -1 (correspondendo a 2 g L -1 de açúcar redutor). Análises de biologia molecular foram realizadas para confirmar a presença do gênero Clostridium no inóculo EB, utilizando os primers Sj-F e Sj-R específico para o gênero Clostridium. Com a confirmação da presença desse, um novo ensaio com manipueira com DQO de 5 g L -1 foi realizado com a C. beijerinckii e com o inóculo EB visando definir a necessidade de adição de nutrientes à manipueira para obtenção de biocombustíveis. A fermentação da manipueira foi realizada com a cepa C. beijerinckii (CB) sem enriquecimento do meio e com inóculo esterco bovino com enriquecimento (EBE) e sem enriquecimento (EBS). Com a cepa padrão a produção de bicombustíveis foi de 0,02 g L-1 de butanol e 0,69 g L-1 de etanol em 12 h de fermentação. Para o EBE após 106 h de fermentação ocorreu a produção de etanol igual a 0,168 g L-1 e para o EBS após 12 h a produção para o mesmo álcool foi de 0,026 g L-1 . Esses resultados demonstraram a viabilidade da utilização da manipueira como substrato para a produção de butanol e etanol com cepas de Clostridium e a possibilidade de produção de butanol pelos inóculos, pois o ácido butírico é um produto intermediário da via que leva à síntese de butanol.