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dc.contributor.CRUESPUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASpt_BR
dc.descriptionOrientador: Rubens Maciel Filhopt_BR
dc.descriptionDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Químicapt_BR
dc.format.extent1 recurso online (115 p.) : il., digital, arquivo PDF.pt_BR
dc.format.mimetypeapplication/pdfpt_BR
dc.relation.requiresRequisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFpt_BR
dc.typeDISSERTAÇÃO DIGITALpt_BR
dc.titleEstudo da fermentação de hidrolisado lignocelulósico de bagaço de cana -de-açúcar pela linhagem Spathaspora passalidarum UFMG HMD 14.1pt_BR
dc.title.alternativeStudy on fermentation of lignocellulosic hydrolysate from sugarcane bagasse by the strain Spathaspora passalidarum UFMG HMD 14.1pt_BR
dc.contributor.authorCosta, Ana Karina Brambilla, 1990-pt_BR
dc.contributor.advisorMaciel Filho, Rubens, 1958-pt_BR
dc.contributor.institutionUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Químicapt_BR
dc.contributor.nameofprogramPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.subjectEtanol 2Gpt_BR
dc.subjectFermentaçãopt_BR
dc.subjectXilosept_BR
dc.subjectCana-de-açúcarpt_BR
dc.subject.otherlanguageCellulosic ethanolen
dc.subject.otherlanguageFermentaitonen
dc.subject.otherlanguageXyloseen
dc.subject.otherlanguageSugarcaneen
dc.description.abstractResumo: O aumento do uso de fontes de energia não renováveis, associado a alta emissão de gases do efeito estufa, tem levantado questões pertinentes acerca de sua finitude, bem como de seu impacto ambiental e econômico. Atualmente, diversas políticas públicas de incentivo e subsídio a utilização de combustíveis de fontes renováveis têm sido discutidas e aplicadas a nível mundial, com destaque para a produção de etanol a partir de biomassa lignocelulósica. O reaproveitamento da biomassa gerada no próprio processo produtivo de geração de etanol a partir da cana-de-açúcar pode resultar em um aumento de até 40% na produção. Para isso, a etapa de fermentação deve ser capaz de converter tanto as moléculas de glicose quanto de xilose, liberadas durante o processamento, em etanol. Enquanto uma vasta gama de microrganismos é capaz de converter glicose a etanol, apenas um seleto grupo é capaz de converter xilose a etanol. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a levedura Spathaspora passalidarum HMD14.1, naturalmente consumidora de xilose e recentemente isolada do ecossistema brasileiro, em um processo de produção de etanol a partir de hidrolisado lignocelulósico de bagaço de cana-de-açúcar. Para tanto, um hidrolisado lignocelulósico de bagaço de cana-de-açúcar foi preparado a partir do pré-tratamento por explosão a vapor seguido de hidrólise enzimática. A avaliação da levedura foi realizada em duas etapas: a primeira em meio semissintético, para avaliação da influência dos compostos inibidores no metabolismo celular e a segunda em hidrolisado lignocelulósico, para otimização das condições fermentativas. A linhagem S. passalidarum HMD 14.1 destacou-se em relação a velocidade máxima de crescimento em meio contendo tanto glicose quanto xilose como fonte de carbono, bem como em hidrolisado lignocelulósico diluído a 10% e 20% m/m, com e sem suplementação nutricional. Em meio YPX, o crescimento celular foi totalmente inibido em 2 g/L de ácido acético e 1,5 g/L de ácido fórmico, e parcialmente inibido em 6 g/L de ácido levulínico, 1 g/L de furfural e 2 g/L de 5-HMF. O efeito dos compostos inibidores, avaliado por meio de um planejamento fatorial fracionado, indicou que apenas os ácidos fórmico e acético apresentam efeitos significativos (p<0,1) no consumo de xilose, rendimento em etanol, rendimento em célula e eficiência fermentativa. Furfural e 5-HMF não apresentaram efeitos significativos para nenhuma das respostas, dentro das faixas avaliadas. Partindo-se do hidrolisado lignocelulósico produzido, a otimização do pH e porcentagem de hidrolisado lignocelulósico por meio de um delineamento central composto rotacional 2², possibilitou a redução do tempo de fermentação em 24 horas. A condição otimizada de 94,1% de hidrolisado e pH 6,2 resultou em um rendimento em etanol de 0,41 ± 0,03 g/g, rendimento em xilitol de 0,11 ± 0,01 g/g, rendimento em células de 0,11 ± 0,01 g/g, produtividade em etanol de 0,48 ± 0,02 g/L.h e eficiência fermentativa de 81,78 ± 1,61%. Em fermentações em batelada com reciclo celular e concentração celular inicial de 10g DW/L em condições similares, a linhagem apresentou viabilidade celular próxima a 100% nos três ciclos iniciais. Estes ciclos apresentaram produtividade volumétrica média de 0,45 ± 0,03 g/L.h, e eficiência fermentativa de 81,4 ± 5,2%, em 48 horas de fermentação. A linhagem, no entanto, não foi capaz de suportar um número maior de ciclospt
dc.description.abstractAbstract: The increasing use of non-renewable energy sources associated with high greenhouse gases (GHG) emission has raised pertinent questions about their finitude, as well theirs environmental and economic impact. Currently, several public policies for encouraging and granting the use of renewable energy sources have been discussed and applied worldwide, especially regarding ethanol production from lignocellulosic biomass. The utilization of biomass generated in the production process for the generation of ethanol from sugarcane may result in production increasing up to 40%. For this, the fermentation process should be able to convert both glucose and xylose molecules, which are released during processing, in ethanol. While a wide range of microorganisms are capable of converting glucose to ethanol, only a select group is capable of converting xylose to ethanol. This study aimed to evaluate the strain Spathaspora passalidarum HMD14.1, a naturally consuming xylose strain and recently isolated from the Brazilian ecosystem, in a process to produce ethanol from lignocellulosic hydrolysate of sugarcane bagasse. Thus, a lignocellulosic hydrolysate was prepared based on the steam explosion pretreatment, followed by enzymatic hydrolysis. The strain evaluation was carried out in two stages: the first in semisynthetic media, aiming to evaluate the influence of inhibitor compounds on cell metabolism, and the second in lignocellulosic hydrolysate, aiming the optimization of the fermentation conditions. The strain S. passalidarum HMD 14.1 stood out regarding the maximum growth rate in both in medium containing glucose and xylose as carbon source, as well as lignocellulosic hydrolysate diluted to 10% and 20% w/w with or without nutritional supplementation. In YPX medium, cell growth was completely inhibited by 2 g/L acetic acid and 1.5 g/L formic acid, and partially inhibited by 6 g/L levulinic acid, 1g/L furfural and 2 g/L 5-HMF. The effect of inhibitor compounds, evaluated using a fractional factorial design, indicated that only formic and acetic acids have shown significant effects (p <0.1) in the consumption of xylose, ethanol yield, cell yield and fermentative efficiency. Furfural and 5-HMF have shown no significant effect on any of the evaluated parameters, in the evaluated regions. Based on the lignocellulosic hydrolysate produced, the optimization of pH and percentage of lignocellulosic hydrolysate by a central composite design have reduced fermentation time in 24 hours. The optimized condition of 94.1% hydrolysate and pH 6.2 resulted in ethanol yield of 0.41 ± 0.03 g/g, xylitol yield of 0.11 ± 0.01 g/g, cell yield 0.11 ± 0.01 g/g, volumetric productivity of 0.48 ± 0.02 g/L.h and fermentative efficiency of 81.78 ± 1.61%. In batch fermentation with cell recycle and 10gDW/L initial cell concentration in similar conditions resulted in cell viability around 100% at the three initial cycles. These cycles resulted in average volumetric productivity of 0.45 ± 0.03 g/L.h, and fermentative efficiency of 81.4 ± 5.2%, in a 48 hours fermentation. The strain, however, was not capable to support a higher number of cyclesen
dc.publisher[s.n.]pt_BR
dc.date.issued2016pt_BR
dc.identifier.citationCOSTA, Ana Karina Brambilla. Estudo da fermentação de hidrolisado lignocelulósico de bagaço de cana -de-açúcar pela linhagem Spathaspora passalidarum UFMG HMD 14.1. 2016. 1 recurso online (115 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/320800>. Acesso em: 31 ago. 2018.pt_BR
dc.description.degreelevelMestradopt_BR
dc.description.degreedisciplineEngenharia Químicapt_BR
dc.description.degreenameMestra em Engenharia Químicapt_BR
dc.contributor.committeepersonalnameAtala, Daniel Ibraim Pirespt_BR
dc.contributor.committeepersonalnameMariano, Adriano Pintopt_BR
dc.date.available2018-08-31T05:35:35Z-
dc.date.accessioned2018-08-31T05:35:35Z-
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2018-08-31T05:35:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_AnaKarinaBrambilla_M.pdf: 4012290 bytes, checksum: 9f1f0e5e144016f09f472c87ac8e4b6e (MD5) Previous issue date: 2016en
dc.identifier.urihttp://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/320800-
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