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