Considerando a redução da disponibilidade de petróleo e as mudanças climáticas causadas,
entre outras razões, pelas emissões resultantes do uso de combustíveis fósseis, torna-se
indispensável a busca por novas fontes de energia. O etanol, obtido a partir de materiais
lignocelulósicos, é uma das principais promessas para a substituição dos combustíveis fósseis
utilizados para os meios de transporte, porém tornam-se necessárias etapas de pré-tratamento
e hidrólise do material antes da fermentação. Os pré-tratamentos hidrotérmicos utilizam água
quente líquida ou vapor e se apresentam como uma opção ao pré-tratamento ácido, por não
necessitarem de reatores resistentes a corrosão e formarem menos produtos inibidores da
fermentação. Dentre os materiais lignocelulósicos, o capim-elefante se destaca pelo seu
elevado potencial produtivo e características como qualidade, vigor e persistência,
apresentando, em sua estrutura morfológica, teor de fibras favorável ao estudo da produção de
etanol. Neste contexto, o presente trabalho estudou os efeitos do pré-tratamento hidrotérmico
(água quente na forma líquida e gasosa) sobre capim-elefante e o seu efeito no rendimento da
hidrólise enzimática da biomassa. Como resultados de análises das amostras de hidrólise
enzimática, os pré-tratamentos utilizando água no estado gasoso, durante 6,5 min a 220°C,
levaram a obtenção de liberação no meio de até 232 mg de glicose.g-1 de capim-elefante. Já
para os pré-tratamentos utilizando água no estado líquido, durante 6,5 min a 220 °C e 12 min
a 195 °C, a máxima liberação foi de 198 mg de glicose.g-1 de capim-elefante, sendo esses
valores significativamente (p<0,05) maiores que a liberação de glicose na ausência de prétratamento,
na qual foi observada uma liberação de 101 mg de glicose.g-1 de capim-elefante.
Foi detectada reduzida formação de compostos inibitórios como furfural, hidroximetilfurfural
durante os pré-tratamentos hidrotérmicos. Entretanto, quando a glicose, liberada das
biomassas pré-tratadas hidrotermicamente e hidrolisadas enzimaticamente, foi fermentada a
etanol por Saccharomyces cerevisiae, ocorreu diferença entre os rendimentos, sugerindo que
houve inibição da fermentação pelos compostos presentes nos hidrolisados. Estes dados
indicam que os pré-tratamentos hidrotérmicos apresentam potencial de uso como prétratamentos
de biomassa de capim-elefante. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The reduction of oil resources and the expansion of climate change negative effects, a
consequence of fossil fuel consumption, have prompted the search for alternative energy
sources. Ethanol from lignocellulosic materials is a promising alternative to fossil fuels, but
its production requires pretreatment and hydrolysis of the material prior to fermentation.
Unlike acid pretreatments, hydrothermal pretreatments use hot water or steam, do not require
corrosion resistant reactors and generate less inhibitors. Among the lignocellulosic materials,
elephant grass stands out for its high yield and characteristics such as quality, vigor and
persistence, as well as a fiber content that is favorable to ethanol production. In this context,
the present study shows the effects of hydrothermal pretreatment (hot water and steam) on
elephant grass and its effect on the yield of enzymatic hydrolysis. For the analysis of high
performance liquid chromatography on enzymatic hydrolysis samples, pretreatments using
steam for 6.5 min at 220 °C released up to 232 mg glucose/ g of elephant grass. The
pretreatments with hot water carried out for 6.5 min at 220 °C and 12 min at 195 °C released
up to 198 mg glucose/ g of elephant grass, such value being significantly (p < 0.05) higher
than that related to the untreated elephant grass (101 mg of glucose/ g of elephant grass). A
reduced production of fermentation inhibitory compounds, such as furfural and
hydroxymethylfurfural, was observed during the hydrothermal pretreatment. However, when
glucose released, biomasses hydrothermally pretreated and enzymatically hydrolyzed, was
fermented to ethanol by Saccharomyces cerevisiae, difference was observed between the
yields, suggesting inhibition of fermentation. These data indicate that the hydrothermal
pretreatments can be potentially used to elephant grass biomass for bioethanol production.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ucs.br:11338/679 |
| Date | 20 November 2013 |
| Creators | Toscan, Andréia |
| Contributors | Malvessi, Eloane, Gonçalves, Adilson Roberto, Baudel, Henrique Macedo, Dillon, Aldo José Pinheiro, Camassola, Marli |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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