Produção de etanol de cana energia por Pichia kudriavzevii comparado com métodos convencionais
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Data
Autores
Orientador
Mutton, Márcia Justino Rossini 
Coorientador
Pós-graduação
Microbiologia Agropecuária - FCAV
Curso de graduação
Título da Revista
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Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O bioetanol é uma das principais alternativas aos combustíveis fósseis, destacando-se pelas excepcionais características de ser um combustível renovável que apresenta sustentabilidade energética, econômica e ambiental. Para atender à demanda crescente por este biocombustível sem aumento da área cultivada, deve-se maximizar a produtividade agroindustrial, além de se incorporar novas matérias-primas e/ou tecnologias de produção. Neste contexto, a cana energia apresenta potencial de utilização devido a características de maior teor de fibras e elevada produtividade agrícola, podendo ser utilizada na produção de etanol 1G e 2G, além da cogeração de energia elétrica. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de etanol utilizando-se mostos provenientes de cana-de-açúcar (CTC2) e cana energia (Vertix9), empregando-se duas cepas de leveduras (Saccharomyces cerevisiae e Pichia kudriavzevii), isoladas ou em consórcio. Foram avaliadas as características físico-químicas e tecnológicas dos mostos, além dos parâmetros microbiológicos (viabilidade de células e de brotos e brotamentos (%), durante o desenvolvimento do processo fermentativo. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado em parcelas sub subdivididas, com 3 repetições. Os tratamentos principais foram dois genótipos de cana (cana-de-açúcar e cana energia), os secundários foram constituídos por 4 condições fermentativas de pH (3,5 e 4,5) e temperatura (32°C e 37°C), sendo as leveduras inoculadas isoladamente ou em consórcio (50% P. kudriavzevii + 50% S. cerevisiae). Os tratamentos terciários foram constituídos pelos 6 tempos de avaliação (0, 3, 6, 9, 12 e15 horas). Concluído o processo fermentativo, os vinhos produzidos foram caracterizados quanto aos teores de ARRT, teor alcóolico, teor de glicerol e eficiência fermentativa. Os resultados obtidos indicam que o caldo da cana energia (Vertix9) apresentou baixas concentrações de Fósforo, Zinco, Manganês e Cobre, sendo que a suplementação nutricional realizada contribuiu para o melhor desempenho das leveduras. Fermentações realizadas com a combinação das leveduras tiveram maior formação de biomassa e menor desempenho fermentativo. A fermentação por P. kudriavzevii (LJ03) resultou em vinhos com menores teores de glicerol, além de maior eficiência fermentativa em mostos de cana-de-açúcar (90.48%). A fermentação com S. cerevisiae apresentou maior eficiência fermentativa em mosto de cana energia (90,21%). O teor alcoólico dos vinhos não apresentou diferença estatística significativa, porém mostos de cana-de-açúcar produziram maior volume de etanol.
Resumo (inglês)
Bioethanol is one of the main alternatives to fossil fuels, standing out for the exceptional characteristics of being a renewable fuel which presents financial security, energy, and environmental sustainability. In order to meet the thriving demand for this biofuel without increasing the area under cultivation, it is necessary to enhance agroindustrial productivity, in addition to incorporating new raw materials and/or production technologies. From this angle, energy cane has potential usage due to its characteristics of higher fiber content and high agricultural productivity, which can be used for the production of 1G and 2G ethanol, additionally to electric power cogeneration. The aim of this work was to evaluate ethanol production using musts from sugar cane (CTC2) and energy cane (Vertix9), applying two yeast strains (Saccharomyces cerevisiae and Pichia kudriavzevii), isolated or in a consortium. The musts physical-chemical and technological characteristics were evaluated, further to the microbiological parameters (cells and bud’s viability and bud rate (%), during the fermentation process development. The experimental design used was completely randomized in a subdivided plot scheme, with 3 replications. The main treatments were two sugarcane genotypes (sugar cane and energy cane), the secondary treatments consisting of 4 fermentative conditions of pH (3.5 and 4.5) and temperature (32°C and 37°C), with yeasts being inoculated pure and intercropped (50% P. kudriavzevii + 50% S. cerevisiae). The tertiary treatments consisted of the 6 evaluation times (0, 3, 6, 9, 12, and 15 hours). At the end of the fermentative process, wines produced were characterized for ARRT, alcohol and glycerol content, and fermentative efficiency. The results achieved indicate that the energy cane juice (Vertix9) demonstrates low concentrations of phosphorus, zinc, manganese, and copper, and the nutritional complement contributed to a better yeast performance. Fermentations accomplished with yeast combinations had greater biomass production and lower fermentative efficiency. P. kudriavzevii (LJ03) fermentation resulted in wines with lower glycerol levels, added to greater fermentative efficiency in sugarcane musts (90.48%). Fermentation with S. cerevisiae exhibited higher fermentative efficiency in energy cane must (90.21%). The alcohol content of wines did not show significant statistical variation, however, sugarcane musts produced greater ethanol volume.
Descrição
Palavras-chave
Bioenergia, Cana-de-açúcar, Fermentação etanólica, Nutrientes, Biocombustível, Bioenergy, Sugar cane, Ethanolic fermentation, Nutrients, Biofuel
Idioma
Português
