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Title: Otimização da deslignificação de bagaço de cana utilizando extrato enzimático enriquecido em laccase obtida a partir de xylaria sp: visando a produção de bioetanol de segunda geração
Authors: Silva, Gabriel Rufino da
Advisor: Giannetti, Andréia de Araújo Morandim
Issue Date: 2022
Abstract: Estudos envolvendo a produção de biocombustíveis de segunda geração têm crescido significativamente, principalmente os que estão relacionados a aplicação de novas rotas enzimáticas com o objetivo otimizar o processo de pré-tratamento do bagaço de cana com extrato enriquecido em lacase, sugerindo uma possível redução de custo de produção e mantendo altos níveis de rendimentos na obtenção do bioetanol. Assim, no presente trabalho, inicialmente foi realizado o processo de fermentação do fungo Xylaria sp. em meio específico para a produção de lacase (MPL) bem como a caracterização do bagaço de cana, material lignocelulósico utilizado. Após essa etapa, o bagaço de cana foi autoclavado em presença de água e submetido ao processo de deslignificação utilizando o extrato enzimático bruto obtido a partir de Xylaria sp., sendo otimizadas as condições de tratamento em termos de temperatura e tempo. Foi também avaliada a influência da utilização de diferentes mediadores (ABTS, siringaldazina, catequina, ácido ferúlico e, lignina hidrolisada) no aumento da eficiência no processo. A última etapa do projeto consistiu na realização da hidrólise enzimática utilizando CellicCTec2® seguida do processo de fermentação em presença de Saccharomyces cerevisiae para a produção de bioetanol. Dessa forma, durante a obtenção de lacase a partir do fungo Xylaria sp. verificou-se uma atividade enzimática do extrato bruto de 0,01 U.mL-1 e, uma atividade específica de 0,01 U.mg-1. Com relação a caracterização do bagaço de cana, verificou-se uma concentração de lignina total de 21,7 ± 0,1 % e, uma concentração de holocelulose, de 78,9 ± 1,7 %. Após a obtenção do extrato enzimático e caracterização do bagaço, a realização do tratamento do mesmo com o extrato enzimático mostrou como condição ideal de tratamento a utilização de temperatura igual 24,8 ºC durante 2 dias, condição que levou a uma deslignificação de 20,7 %. A avaliação dos mediadores mostrou que a utilização de siringaldazina levou a um aumento de 31,2 % de deslignificação. Por fim, resultados de hidrólise enzimática mostram uma concentração de açúcares fermentescíveis de 33 g.L-1 após 48 h. Já, com relação ao teor de etanol, verificou-se uma concentração de 11,3 g.L-1 após 24 h horas de fermentação e um grau de complementação de 67,3 %
Studies involving the production of second-generation biofuels have grown significantly, especially those related to the application of new enzymatic routes with the aim of optimizing the process of pre-treatment of sugarcane bagasse with an extract enriched in laccase, suggesting a possible cost reduction of production, and maintaining high levels of yield in obtaining bioethanol. Thus, in the present work, the process of fermentation of the fungus Xylaria sp. in a specific medium to produce laccase (MPL) as well as the characterization of sugarcane bagasse, the lignocellulosic material used. After this step, the sugarcane bagasse was autoclaved in the presence of water and subjected to the delignification process using the crude enzymatic extract obtained from Xylaria sp., with optimized treatment conditions in terms of temperature and time. The influence of the use of different mediators (ABTS, syringaldazine, catechin, ferulic acid and hydrolyzed lignin) in increasing the efficiency of the process was also evaluated. The last stage of the project consisted of enzymatic hydrolysis using CellicCTec2® followed by the fermentation process in the presence of Saccharomyces cerevisiae to produce bioethanol. Thus, while obtaining laccase from the fungus Xylaria sp. there was an enzymatic activity of the crude extract of 0,01 U.mL-1 and a specific activity of 0,01 U.mg-1. Regarding the characterization of sugarcane bagasse, there was a total lignin concentration of 21,7 ± 0,1 % and a holocellulose concentration of 78,9 ± 1,7 %. After obtaining the enzymatic extract and characterization of the bagasse, its treatment with the enzymatic extract showed the use of a temperature equal to 24.8 ºC for 2 days as an ideal treatment condition, a condition that led to a delignification of 20,7 %. The evaluation of the mediators showed that the use of syringaldazine led to a 31,2 % increase in delignification. Finally, enzymatic hydrolysis results show a concentration of fermentable sugars of 33 g.L-1 after 48 h. Regarding the ethanol content, a concentration of 11,3 g.L-1 was verified after 24 hours of fermentation and a degree of complementation of 67,3 %
Keywords: Biocombustíveis
Bioetanol
Hidrólise enzimática
Deslignificação enzimática
Publisher: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
Citation: SILVA, Gabriel Rufino da. <b> Otimização da deslignificação de bagaço de cana utilizando extrato enzimático enriquecido em laccase obtida a partir de xylaria sp: </b> visando a produção de bioetanol de segunda geração. 2022. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.31414/EQ.2022.D.131556.
DOI: https://doi.org/10.31414/EQ.2022.D.131556
Appears in Collections:Teses e Dissertações

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