Não consta resumo na publicação. / Abstract not available.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Agrarias / Made available in DSpace on 2012-10-17T01:27:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Foram realizados estudos comparativos do crescimento de Micrococcus varians, no meio de cultura BHI (controle) e no meio constituído de melaço de cana-de-açúcar diluído à 2% enriquecido com 0,1% de extrato de levedura (meio experimental). O experimento foi realizado com três repetições do meio experimental e controle em fermentador de 5 litros com um volume de trabalho de 3,5 litros, sob agitação contínua a 150 rpm, temperatura de 35 °C, aeração de 1 L.L-1.min-1 de oxigênio, pH inicial de 7,0 ± 0,2, tempo de fermentação de 24 horas, inóculo aproximado de 6,0 Log10 UFC/mL com tomada de amostras em intervalos de 2 horas. Micrococcus varians cresceu nos dois meios de cultura estudados, confirmando a viabilidade do meio experimental para o cultivo desta espécie. A concentração média final de biomassa foi maior no meio controle do que no meio experimental com 2,96 g/l e 0,78 g/l respectivamente. O número de células viáveis ao final das fermentações em BHI foi de 30,24 Log10 UFC/mL para o meio controle, enquanto no meio experimental o número de células viáveis foi de 19,43 Log,10 UFC/mL. O consumo de açúcares totais disponíveis foi maior para biomassa no meio controle, 79,78%, enquanto no meio experimental apenas 50,53% foram consumidos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseRF.pdf: 1749892 bytes, checksum: 8ed23527333a9adbbafc95558e9a91d8 (MD5) Previous issue date: 2005-06-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / Strains Lc (CCT 7277) and Lg (CCT 7137), isolated from landfill leachate-contaminated groundwater and found to produce exopolysaccharides (ESP), were characterized by polyphasic taxonomy. The growth and EPS production of Lg strain on sugarcane molasses, at concentrations between 2% and 10% and on the standard GYM medium were studied and its responses to nutrient starvation were analysed. Morphological, biochemical, chemotaxonomic and molecular tests indicated that Lc and Lg have properties typical of Gordonia polyisoprenivorans DSM 44303T. Viable cell counts revealed that GYM medium was the best for growth (µmax = 0,232 h-1). EPS production started during the exponential phase and continued during the stationary phase, in all culture media. After 24h of stationary phase, G. polyisoprenivorans CCT 7137 showed a highest total EPS production in 6% (172,86 g/l) and 10% (139,47 g/l) sugarcane molasses media, a highest EPS production for unit of cellular concentration in 10% sugarcane molasses medium (39,03 x 10- 11g/UFC) and a highest porcentage of free EPS in 2%, 6% e 10% sugarcane molasses media (88,37%, 62,4% e 64,22%, respectively). G. polyisoprenivorans CCT 7137 showed three responses to nutrient starvation: a decrease in the cell viability (13,7% and 3,25% after 7 and 56 days respectively), a reduction in cell size (from 0,55 to 0,33 µm3) and a cell shape change (from rod to coccobacillus). G. polyisoprenivorans CCT 7277 and CCT 7137 are two of six strains of G. polyisoprenivorans so far isolated and recorded in the literature, and the first strains found in a brazilian ecosystem. The data presented here suggest the potencial of G. polyisoprenivorans CCT7137 to be used as ultramicrobacteria in porous media experiments such as to aim for the study of sugarcane molasses as nutrient source for in situ EPS to biorremediate contaminated sites through the biobarrier technology. / As linhagens Lc (CCT 7277) e Lg (CCT 7137), isoladas da água subterrânea contaminada pelo chorume de um antigo aterro controlado (São Paulo, Brasil) e produtoras de exopolissacarídeos (EPS), foram caracterizadas por taxonomia polifásica. A linhagem Lg teve a) o crescimento e a produção de EPS analisados em meio GYM e em diferentes concentrações de melaço-de-cana de açúcar (entre 2% e 10%) e b) o desempenho avaliado quando submetida ao processo de desnutrição. As análises morfológicas, bioquímicas, quimiotaxonômicas e moleculares mostraram que as linhagens Lc e Lg possuem propriedades típicas da linhagem tipo de Gordonia polyisoprenivorans (DSM 44302T). A análise do número de células viáveis mostrou que o meio GYM foi o que mais favoreceu o crescimento da bactéria (µmax = 0,232 h-1). A produção de EPS , em todos os meios de cultura, iniciou-se durante a fase exponencial e continuou ao longo da fase estacionária de crescimento. Após 24h de fase estacionária foi detectada uma maior produção de EPS total nos meios melaço 6% (172,86 g/l) e 10% (139,47 g/l), uma maior produção de EPS total por unidade de concentração celular no meio melaço 10% (39,03 x 10-11g/UFC) e uma maior porcentagem de EPS livre nos meios melaço 2%, 6% e 10% (88,37%, 62,4% e 64,22% do total de EPS, respectivamente). G. polyisoprenivorans CCT 7137 apresentou, como respostas de sobrevivência à desnutrição, redução da densidade de células cultiváveis (13,7% e 3,25% após 7 e 56 dias, respectivamente), redução no volume celular (de 0,55 para 0,33 µm3) e alteração da forma celular que passou de bastonete para cocobacilar. Gordonia polyisoprenivorans CCT 7277 e CCT 7137 constituem duas das seis linhagens de G. polyisoprenivorans até então isoladas e as primeiras isoladas de ecossistema brasileiro, Os dados obtidos no presente trabalho mostraram o potencial de G. polyisoprenivorans CCT7137 para ser utilizada como ultramicrobactéria em testes em meio poroso e para se estudar a utilização de melaço de cana-de-açúcar como meio nutriente para a produção de EPS in situ visando a biorremediação de ambientes impactados, utilizando a tecnologia de biobarreiras.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-01-27Bitstream added on 2014-06-13T20:52:16Z : No. of bitstreams: 1 bringhenti_l_me_botfca.pdf: 411319 bytes, checksum: af3a1ca0db941f12654bf420dfe195fa (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Neste trabalho fez-se uma avaliação da utilização dos resíduos da agroindustrialização da mandioca como fonte de carbono para fermentação alcoólica, buscando um etanol, que possua qualidades adequadas para uso na indústria alimentícia. No sentido de promover uma alternativa viável, tanto tecnologicamente como economicamente, traçou-se um planejamento experimental que minimizasse os custos. Preocupou-se também, com a sustentabilidade ambiental do processo, pois a produção de álcool etílico pelo método aqui proposto, acena como uma alternativa para que o resíduo gerado, na indústria da mandioca, passe ao status de co-produto, gerando para a indústria não só receita como todos os benefícios mercadológicos de uma indústria limpa. O resíduo utilizado foi o amiláceo pré-hidrolizado que após o processo de fermentação foi destilado e teve seu produto separado e analisado. Desenvolveu-se uma coluna de destilação com recheio de vidro, para operação contínua a fim de estabelecer uma planta pré-piloto, onde ocorram os processos de hidrólise, fermentação e destilação. O substrato escolhido foi submetido a diversos ensaios e, o etanol obtido foi avaliado utilizando metodologias analíticas de derivatização. Para suprir as leveduras alcoólicas dos requisitos nutricionais necessários à sua manutenção durante o processo de fermentação, adicionou-se concentrações crescentes de mel residuário de sacarose aos substratos amiláceos previamente hidrolisados, nas proporções de 5, 10, 15 e 20% . Estas soluções foram padronizadas buscando manter a mesma concentração de carbono orgânico e na etapa subseqüente foram tratadas com enzimas amilolíticas para sacarificação completa. Após o inóculo com leveduras Saccharomyces cerevisiae, as fermentações foram... / In this study an evaluation of the residue from the agricultural industrialization of cassava root is aimed. The main goal of this evaluation was towards the potential use of the root as a carbon source to the ethanol production via fermentation. The ethanol obtained must have characteristics good enough to be used in the food industry. Keeping in mind that, nowadays, industrial process must be sustainable and also economically feasible, an experimental scheme was designed. If the second goal may be proved, the first one appears immediatelly; due to promote an alternative use for a residue that otherwise may impact the environment. The experiment begins with the pre-hydrolysed amylaceous that is a by-product from the production of cassava flour. This starch was submited to fermentation under optimized conditions, the wine resultant went trough destilation, the final product was separated and analised. A destilation column, containing glass pearls, was designed in order to integrate a pilot project that may work in a process of continuos operation. This pilot plant was designed in order to achieve the process of hydrolysis, fermentation and destilation. The chosen substrate was then submited to various tests at diverse conditions and the ethanol obtained was evalueted trhough analytical methods with derivatization. In order to optimize the fermentation process by giving to the yeast better conditions of development, molasses, from the sucrose production, was added. The additions were of 5, 10, 15 and 20 %. These solutions were standardized in order to keep the same organic carbon content and after this were submited to a treatment with amylolitc enzymes. This treatment goal was to promote a complete saccharification...(Complete abstract, click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-26Bitstream added on 2014-06-13T19:17:19Z : No. of bitstreams: 1 silva_laf_me_araiq.pdf: 881872 bytes, checksum: 1ed668293818af00e17546ddfe67a5f2 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os resultados descritos neste trabalho para a produção de etanol utilizando-se a levedura IQ-AR/45-1, forneceram informações sobre os melhores suplementos nutricionais e melhor tamanho de inóculo para a fermentação em batelada alimentada. Dadas as variações na composição do melaço e o uso de uma nova levedura, faz-se necessário o estudo de suas exigências nutricionais em processos fermentativos. Experimentos preliminares em batelada simples mostraram que a adição de DAP diminuiu o tempo de fermentação, estimulou o acúmulo da biomassa e produção de etanol enquanto o ZnSO4.7H2O diminuiu o tempo da fermentação, e aumentou o acúmulo de etanol elevando a produtividade. A adição de MgSO4.7H2O produziu mais etanol, melhorou o rendimento alcoólico e a produtividade. Estes resultados obtidos em batelada simples foram transferidos para o sistema em batelada alimentada. A melhor vazão do melaço 20 % em ART foi de 0,40 mL.min-1 para um volume final de trabalho de 100,0 mL. O aumento da temperatura de fermentação de 34 ºC para 37 ºC em meio suplementado com DAP e ZnSO4.7H2O ou DAP e MgSO4.7H2O diminuiu o tempo da fermentação e a biomassa produzida, porém, com menor rendimento e maior produtividade de etanol. O tamanho do inóculo foi estudado com meio suplementado a 34ºC. As melhores condições foram obtidas no processo em batelada alimentada a 34ºC no qual foi utilizado melaço clarificado com ácido sulfúrico e uma quantidade de inóculo de (23,7±0,1) g.L-1 que levou a um tempo de fermentação de 5 horas. Nestas condições, o rendimento alcoólico foi de (79,1±0,7) % e a produtividade de (16,17±0,56) g.L-1 .h-1 / The results of the fermentative processes for ethanol production using the yeast IQ-AR/45-1, provided information about the best nutritional supplementation and inoculum size for the batch fermentation. Due to the differences in the sugarcane molasses and the use of a new yeast strain, it was necessary to study the nutritional requirements of the new yeast. Previous experiments in batch fermentation showed that the DAP addition reduced the fermentation time, enhanced the biomass and ethanol production while the ZnSO4.7H2O reduced the fermentation time and increased both the ethanol production and productivity. The addiction of MgSO4.7H2O to the molasses increased the ethanol yield and enhanced the productivity. These results obtained in batch cultures were assayed in fed-batch fermentation. Using 20 % molasses (TRS), the best flow was 0.40 mL.min-1 for a final working volume of 100.0 mL. When molasses supplemented with DAP and ZnSO4.7H2O or DAP and MgSO4.7H2O was used in the fed-batch experiments, the raise in the temperature from 34 ºC to 37 ºC led to decreases in the fermentation time, production of biomass, and ethanol yield followed by increases in ethanol productivity. The best inoculum size to the ethanol fermentation was (23.7±0.1) g.L-1 which led to a yield of (79.1±0.7) % and productivity of (16.17±0.56) g.L-1 .h-1

Orientador: Cláudio Cabello / Banca: Waldemar Gastoni Venturini Filho / Banca: Simone Damasceno / Resumo: Neste trabalho fez-se uma avaliação da utilização dos resíduos da agroindustrialização da mandioca como fonte de carbono para fermentação alcoólica, buscando um etanol, que possua qualidades adequadas para uso na indústria alimentícia. No sentido de promover uma alternativa viável, tanto tecnologicamente como economicamente, traçou-se um planejamento experimental que minimizasse os custos. Preocupou-se também, com a sustentabilidade ambiental do processo, pois a produção de álcool etílico pelo método aqui proposto, acena como uma alternativa para que o resíduo gerado, na indústria da mandioca, passe ao status de co-produto, gerando para a indústria não só receita como todos os benefícios mercadológicos de uma indústria limpa. O resíduo utilizado foi o amiláceo pré-hidrolizado que após o processo de fermentação foi destilado e teve seu produto separado e analisado. Desenvolveu-se uma coluna de destilação com recheio de vidro, para operação contínua a fim de estabelecer uma planta pré-piloto, onde ocorram os processos de hidrólise, fermentação e destilação. O substrato escolhido foi submetido a diversos ensaios e, o etanol obtido foi avaliado utilizando metodologias analíticas de derivatização. Para suprir as leveduras alcoólicas dos requisitos nutricionais necessários à sua manutenção durante o processo de fermentação, adicionou-se concentrações crescentes de mel residuário de sacarose aos substratos amiláceos previamente hidrolisados, nas proporções de 5, 10, 15 e 20% . Estas soluções foram padronizadas buscando manter a mesma concentração de carbono orgânico e na etapa subseqüente foram tratadas com enzimas amilolíticas para sacarificação completa. Após o inóculo com leveduras Saccharomyces cerevisiae, as fermentações foram...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this study an evaluation of the residue from the agricultural industrialization of cassava root is aimed. The main goal of this evaluation was towards the potential use of the root as a carbon source to the ethanol production via fermentation. The ethanol obtained must have characteristics good enough to be used in the food industry. Keeping in mind that, nowadays, industrial process must be sustainable and also economically feasible, an experimental scheme was designed. If the second goal may be proved, the first one appears immediatelly; due to promote an alternative use for a residue that otherwise may impact the environment. The experiment begins with the pre-hydrolysed amylaceous that is a by-product from the production of cassava flour. This starch was submited to fermentation under optimized conditions, the wine resultant went trough destilation, the final product was separated and analised. A destilation column, containing glass pearls, was designed in order to integrate a pilot project that may work in a process of continuos operation. This pilot plant was designed in order to achieve the process of hydrolysis, fermentation and destilation. The chosen substrate was then submited to various tests at diverse conditions and the ethanol obtained was evalueted trhough analytical methods with derivatization. In order to optimize the fermentation process by giving to the yeast better conditions of development, molasses, from the sucrose production, was added. The additions were of 5, 10, 15 and 20 %. These solutions were standardized in order to keep the same organic carbon content and after this were submited to a treatment with amylolitc enzymes. This treatment goal was to promote a complete saccharification...(Complete abstract, click electronic access below) / Mestre

Resumo: Os resultados descritos neste trabalho para a produção de etanol utilizando-se a levedura IQ-AR/45-1, forneceram informações sobre os melhores suplementos nutricionais e melhor tamanho de inóculo para a fermentação em batelada alimentada. Dadas as variações na composição do melaço e o uso de uma nova levedura, faz-se necessário o estudo de suas exigências nutricionais em processos fermentativos. Experimentos preliminares em batelada simples mostraram que a adição de DAP diminuiu o tempo de fermentação, estimulou o acúmulo da biomassa e produção de etanol enquanto o ZnSO4.7H2O diminuiu o tempo da fermentação, e aumentou o acúmulo de etanol elevando a produtividade. A adição de MgSO4.7H2O produziu mais etanol, melhorou o rendimento alcoólico e a produtividade. Estes resultados obtidos em batelada simples foram transferidos para o sistema em batelada alimentada. A melhor vazão do melaço 20 % em ART foi de 0,40 mL.min-1 para um volume final de trabalho de 100,0 mL. O aumento da temperatura de fermentação de 34 ºC para 37 ºC em meio suplementado com DAP e ZnSO4.7H2O ou DAP e MgSO4.7H2O diminuiu o tempo da fermentação e a biomassa produzida, porém, com menor rendimento e maior produtividade de etanol. O tamanho do inóculo foi estudado com meio suplementado a 34ºC. As melhores condições foram obtidas no processo em batelada alimentada a 34ºC no qual foi utilizado melaço clarificado com ácido sulfúrico e uma quantidade de inóculo de (23,7±0,1) g.L-1 que levou a um tempo de fermentação de 5 horas. Nestas condições, o rendimento alcoólico foi de (79,1±0,7) % e a produtividade de (16,17±0,56) g.L-1 .h-1 / Abstract: The results of the fermentative processes for ethanol production using the yeast IQ-AR/45-1, provided information about the best nutritional supplementation and inoculum size for the batch fermentation. Due to the differences in the sugarcane molasses and the use of a new yeast strain, it was necessary to study the nutritional requirements of the new yeast. Previous experiments in batch fermentation showed that the DAP addition reduced the fermentation time, enhanced the biomass and ethanol production while the ZnSO4.7H2O reduced the fermentation time and increased both the ethanol production and productivity. The addiction of MgSO4.7H2O to the molasses increased the ethanol yield and enhanced the productivity. These results obtained in batch cultures were assayed in fed-batch fermentation. Using 20 % molasses (TRS), the best flow was 0.40 mL.min-1 for a final working volume of 100.0 mL. When molasses supplemented with DAP and ZnSO4.7H2O or DAP and MgSO4.7H2O was used in the fed-batch experiments, the raise in the temperature from 34 ºC to 37 ºC led to decreases in the fermentation time, production of biomass, and ethanol yield followed by increases in ethanol productivity. The best inoculum size to the ethanol fermentation was (23.7±0.1) g.L-1 which led to a yield of (79.1±0.7) % and productivity of (16.17±0.56) g.L-1 .h-1 / Orientador: Cecília Laluce / Coorientador: Reinaldo Marchetto / Banca: Leinig Antonio Perazolli / Banca: Douglas Wagner Franco / Mestre

Orientador: Glaucia Maria Pastore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-11T18:14:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JulianaBuenoda_M.pdf: 506812 bytes, checksum: a888ee6405f1f6a9b508f0f61d8acfa3 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Os frutooligossacarídeos (FOS) pertencem ao grupo dos prébióticos, que são oligossacarídeos não digeríveis, porém fermentáveis pelas bactérias presentes no trato intestinal e promovem seletivamente o crescimento das bactérias benéficas pertencentes ao grupo dos Lactobacillus e das Bifidobactérias. Proporcionam uma série de benefícios à saúde humana, como a manutenção da microbiota intestinal, ativação do sistema imune, aumento da síntese de vitaminas do complexo B, redução de colesterol sérico e até o auxílio na prevenção de alguns tipos de câncer. Podem ser extraídos de alimentos vegetais, serem sintetizados a partir da catálise enzimática, com enzimas de fontes vegetais e microbianas ou produzidos por fermentação microbiana, utilizando a sacarose em altas concentrações como substrato. Comparativamente à produção por enzimas vegetais e pela extração, a produção FOS pela via microbiologia é mais produtiva. Sendo assim, o presente trabalho teve objetivo isolar linhagens microbianas osmofílicas, as quais são adaptadas à altas concentrações de açúcares, que apresentassem um alto rendimento e facilidade no processamento para produção de FOS. Para isso amostras de favo de mel e frutas do cerrado foram utilizadas no isolamento de linhagens microbianas osmofílicas, as quais foram selecionadas e avaliadas na produção de FOS através da fermentação submersa. A fermentação foi realizada em meio sintético de sacarose e a base de melaço de cana com o intuito de utilizar um substrato alternativo e de baixo custo para o processamento. Foram selecionadas quatro linhagens, as quais foram identificadas pela metodologia molecular do gene ribossomal 16S para bactéria e 18S para os fungos. Dois fungos filamentosos foram identificados como Penicillium sp, um fungo unicelular como Aureobasidium pullulans e uma bactéria como Bacillus sp. Todas as linhagens selecionadas apresentaram altos rendimentos na fermentação para produção de FOS, acima de 50%, assemelhando-se aos rendimentos atingidos na produção industrial. A linhagem Aureobasidium pullulans LBJBS03 se destacou por apresentar alta produtividade, alto rendimento em menor tempo de fermentação e por ser um microrganismo de fácil manipulação e processamento. Os rendimentos na produção de FOS total atingiram 60,07% para o meio sintético de sacarose e 40,8% em meio de melaço. Outro destaque foi a linhagem Penicillium sp. LBJBS02, a qual atingiu valores de rendimento em torno 70% em meio de sacarose e 40% em meio a base de melaço. Este trabalho mostrou que a produção de FOS pela fermentação pode ser viabilizada, trazendo vantagens por ser um processo mais barato e mais rápido / Abstract: The fructooligosaccharides (FOS) belong to the prebiotics group. That are oligosaccharides not digerible but fermentable by the bacteria wich lives in the gut microbiota. They promote selective growth of the beneficial bacteria which are Lactobacilli and Bifidobacteria and bring much beneficial to human health, like the maintenance to intestinal microbiota, increasing of synthesis of B vitamin, reduction of serum cholesterol and prevent some kinds of cancer. They can be produced by extraction of vegetable foods, enzimatically with vegetable and microbiology enzymes and by fermentation using sucrose as substrate in hight concentration. Comparatively with vegetable resouce, the microorganism has many advantages. So, the aim of this work was isolate strains of osmophilics microorganisms that are adaptated to high concentration of sugars that can produce FOS with high yield and can be used easily in the process. The materials used for the isolation of strains were honeycomb and cerrado fruit that was selected for the production of FOS by submerged fermentation. The fermentation was made using synthetic medium by sucrose and molasses to reduce the costs in the process. Four strains was selected and identified by molecular methodology using ribosomal gene 16S for de bacterium and 18S for the fungi. Two filamentous fungi were identified as Penicillium sp., one unicellar fungi as Aureobasidium pullulans and one bacterium as Bacillus sp. All selected strains showned high yield. The strain Aureobasidium pullulans LBJBS03 distinguished from the others to show high productivity, high yield in short time of fermentation and to be easily manipulation and processing microorganism. The yields of total FOS produced was 60,07% in the synthetic sucrose medium and 40,08% in molasses medium. Other distinguished strain was Penicillium sp. LBJBS02 that got yield value around 70% of total FOS in sucrose medium and 46% in molasses medium. This work showned the viability of the production of FOS by fermentation bringing advantages being cheaper and quick process / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

A indústria sucroalcooleira nacional, fruto da política de autonomia energética da década de 70, busca no aumento de portifólio produtivo a melhora da eficiência produtiva e energética. A produção de hidrogênio e metabólitos dissolvidos por processo biológico é uma linha de pesquisa relativamente recente, porém, que pode representar uma alternativa para esse setor, maximizando a produção de energia e ampliando a produção de compostos de alto valor agregado. Partindo destes preceitos, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de hidrogênio e ácidos orgânicos por meio da fermentação escura a partir de compostos da indústria sucroalcooleira; sacarose (RS), caldo (RC), melaço (RM) e vinhaça (RV) a 5.000 mg DQO L-1, em reatores anaeróbios de leito fluidificado termofílicos (55°C), submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 8, 6, 4, 2 e 1h. O inóculo utilizado foi obtido a partir de lodo de reator de manta de lodo metanogênico empregado na biodigestão de vinhaça de cana-de-açúcar em faixa termofílica de temperatura (55°C). As produtividades volumétricas de hidrogênio (PVH) mais elevadas foram obtidas quando em operação em TDH de 1h, sendo 194,9; 501,4; 303,4 e 40,7 mL H2 h-1 L-1 para RS, RC, RM e RV, respectivamente. Os melhores rendimentos de hidrogênio (HY) foram logrados em distintos TDH; 1,97; 3,01; 2,5 e 0,65 mol H2 mol- 1 sacarose quando RS, RC, RM e RV foram operados em 4, 6, 2 e 1h, respectivamente. Na fase de maior PVH, os metabólitos dissolvidos predominantes resumiram-se a ácido lático, ácido acético, ácido butírico, ácido propiônico, ácido málico e etanol, condicionados ao substrato empregado em cada reator. Assim, evidenciou-se a possibilidade de produção de hidrogênio, ácidos orgânicos e etanol por meio da fermentação escura aplicada aos substratos desta indústria, confirmando que a produção de energia e produtos de elevado valor agregado pode ser uma aplicação alternativa para seus compostos. / The national sugarcane industry, coming from the energy policy autonomy of the 70s, seeks increase its portfolio productive improvement of productive and energy efficiency. Hydrogen and dissolved metabolites production by biological process is a relatively recent research line, however it, may represent an alternative for this sector, maximizing energy production and increasing the value-added compounds production. Based on these principles, the aim of this study was to evaluate the hydrogen and dissolved metabolites production by means of the dark fermentation from compounds of the sugarcane industry; sucrose (RS), sugarcane juice (RC), molasses (RM) and vinasse (RV) with 5,000 mg COD L- 1in thermophilic anaerobic fluidized bed reactor (55°C) submitted to hydraulic retention time (HRT) of 8, 6, 4, 2, and 1h. The inoculum was obtained from methanogenic upflow anaerobic sludge blanket reactor employed to digestion of sugarcane stillage in thermophilic temperature range (55°C). The highest hydrogen production rates (HPR) of these reactors were obtained when operating in HRT 1h, which were 194.9, 501.4, 303.4, and 40.7 mL H2 h-1 L-1 to RS, RC , RM, and RV respectively. The best hydrogen yield (HY) were duped in differents HRT; 1.97, 3.01, 0.65, and 2.5 mol H2 mol-1 sacarose when RS, RC , RM, and RV were operated in 4, 6, 2, and 1h , respectively. When were produced the biggest HPR, the predominant dissolved metabolites were lactic acid, acetic acid, butyric acid, propionic acid, malic acid and ethanol, dependent on the substrate used in each reactor. Therefore, evidence of the possibility of hydrogen, organic acids and ethanol production by dark fermentation applied to substrates that industry, confirming that the production of energy and high value-added products may be an alternative application for their compounds.

Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T06:43:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_LuanaPereirade_D.pdf: 2084726 bytes, checksum: 11e04e791877c99a08c60405caa33111 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O ácido y-poliglutâmico, também conhecido como y-PGA, é um polímero largamente estudado com capacidade de produzir polímeros e monômeros de ácido glutâmico quando hidrolisado. Por ser solúvel em água, biodegradável e atóxico, o y-PGA é aplicado em indústrias alimentícias, cosméticas e medicina. Com o objetivo de estudar a produção de y-PGA e sua hidrólise, foram avaliadas diferentes cepas de Bacillus spp e condições experimentais, além disso, meios de cultivos sem a presença do ácido glutâmico a partir de subprodutos industriais, como glicerol e melaço. O estudo iniciou com a escolha do meio de cultivo e aplicação de substratos alternativos e baixo custo. Foram determinadas as possíveis espécies do Bacillus produtoras de y-PGA, analisou-se os componentes do meio fermentativo e as condições de cultivo que interferem na produção de y-PGA através do planejamento experimental e aplicou-se um delineamento composto central rotacional (DCCR) para otimização das condições de cultivo. Por fim, avaliou-se o consumo de y-PGA e a hidrólise de y-PGA pela enzima presente no meio de cultivo. O micro-organismo Bacillus velezensis NRRL B-23189 foi o selecionado para a produção de y-PGA. A produção de y-PGA em meio de cultivo sem ácido glutâmico contendo glicerol (100 g/L) foi otimizado, obtendo-se o ponto ótimo em meio cuja composição foi de sulfato de amônio, 8 g/L, ácido cítrico, 20 g/L, temperatura de 27 °C, agitação de 200 rpm, pHinicial 6,5 em cultivo submerso conduzido por agitador orbital. Nas condições otimizadas a produção de y-PGA sem utilização do ácido glutâmico foi de 4,17 g/L. Ao substituir o glicerol por melaço, obteve-se uma produção de 4,82 g/L do y-PGA em meio contendo melaço, 200 g/L, sulfato de amônio, 8 g/L, ácido cítrico, 12,5 g/L , temperatura de 27 °C, agitação de 200 rpm, pHinicial 6,5 em cultivo submerso conduzido por agitador orbital. A avaliação das condições de cultivo em biorreator com capacidade de 5 L, agitação de 500 rpm, taxa de aeração de 2 VVM, 27 °C e as mesmas condições otimizadas, mostrou um aumento na produção do y-PGA quando o subproduto de glicerol foi utilizado, a produção de y-PGA foi de 28 g/L. Um aumento na produção de ?-PGA para 6,69 g/L foi determinado quando utilizou melaço. O Bacillus velezensis NRRL B-23189 utiliza o y-PGA como fonte de carbono quando outras fontes não estão no meio fermentativo. Para isto o microorganismo libera uma enzima no meio de cultura responsável pela hidrólise do y-PGA / Abstract: The poly(y-glutamic acid), also known as y-PGA, is a polymer that much research has been done on this metabolite and it produces glutamic acid polymers and monomers when hydrolyzed. y-PGA is a water-soluble, biodegradable and non toxic biopolymer with applications in medicine, food, cosmetic industries. This work aims to study the process of y-PGA production and hydrolysis. Bacillus strains and experimental conditions had been determined, as well as different culture conditions without glutamic acid as alternative industrial substrates by-products (glycerol and molasses). Firstly, culture media and alternative and cheap substrates were selected and Bacillus strains was evaluated. A fractional central composite design was utilized to evaluate the effects of fermentative compounds and culture conditions on y-PGA production. The optimization of culture conditions was determined using central composite design (CCD). Finally, consumption and enzymatic hydrolysis of y-PGA in culture media was studied. The Bacillus velezensis NRRL B-23189 strain was selected. The culture media without glutamic acid with 100 g/L of glycerol was optimized. The CCD showed the best y-PGA production in culture media with ammonium sulphate, 8 g/L, citric acid, 20 g/L, the temperature of 27 °C, the agitation of 200 rpm, the initial pH 6,5 in shaker. Under optimized conditions, the production of y-PGA was 4,17 g/L. The production of y-PGA was 4,82 g/L when the molasses, 200 g/L, was supplemented with ammonium sulphate, 8 g/L, citric acid, 12,5 g/L, temperature of 27 °C, agitation of 200 rpm, initial pH 6,5 in shaker. Experimental conditions of 5 L in stirred bioreactor with stirring rates of 500 rpm, aeration rate of 2 VVM, the temperature of 27 °C and same optimal conditions, showed higher y-PGA production than when used glycerol in culture media, 28 g/L. When it was used molasses the y-PGA production was 6,69 g/L. The Bacillus velezensis NRRL B-23189 uses y-PGA as only carbon source or when the carbon at the medium was not sufficient. Thus, the microrganism produces the enzyme that hydrolyses y-PGA / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutora em Engenharia de Alimentos