Software para simulação do processo de sacarificação e fermentação simultâneas de biomassas lignocelulósicas para produção de etanol de segunda geração

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: INÁCIO, Luciana Moreira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Triângulo Mineiro; Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas - ICTE::Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica; Brasil; UFTM; Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica
• Palavras-chave em Português: Biomassa lignocelulósica; SSF; Etanol 2G; lignocellulosic biomass; 2G ethanol; Engenharia Química; Processos Químicos
• Link de acesso: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/276

A preocupação com os impactos ambientais relacionados ao consumo de combustíveis fósseis e a necessidade de se gerar energia através de recursos renováveis, mostra ser necessário estudar o aproveitamento de materiais alternativos, visando a produção de energia limpa e a redução de poluentes na atmosfera como a utilização de biomassa lignocelulósica para a produção de etanol de segunda geração (2G). Este trabalho consiste em simular a produção de etanol 2G, a partir de um modelo matemático para a sacarificação e fermentação simultâneas (SSF) de biomassa lignocelulósica existente na literatura, otimizar o processo em reator batelada e comparar reatores batelada e contínuo nas mesmas condições. A simulação do processo SSF para produção de etanol 2G foi realizada elaborando-se um software no programa Matlab, com a otimização do processo em batelada através de um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) e os resultados foram empregados na simulação para reator contínuo (CSTR). As condições do processo estudado foram 36ºC, pH 4,8 e agitação de 300 rpm, sendo utilizados celulose microcristalina (Avicel PH 101) como substrato, complexo celulase Enzima Novozymes NS50052, com atividade de 97 FPU/g (inicialmente utilizada 4 g/l da mesma com carga de enzima de 9,7 FPU/g substrato) e como inóculo Saccharomyces cerevisiae da coleção do ATCC, com concentração inicial de 0,3 g/l. Estudando-se os efeitos das variáveis do processo, observou-se que as maiores interferências são das concentrações de celulose, seguida pelas de enzimas e células. Melhores concentrações de produto no processo batelada são obtidos com as concentrações máximas de celulose (60 g/l), de células (0,468 g/l) e de enzima (5,58 g/l). Em reator contínuo, utilizando as mesmas concentrações de enzimas e células, taxa de diluição de 0,01 h-1 e maiores concentrações iniciais de celulose na cultura e na alimentação, aumenta-se a produção de etanol. Constatou-se que , simulando o processo SSF em reatores batelada e contínuo no software, sob mesmas condições de concentrações iniciais de cellulose, enzimas e células para 48h de processo, o reator contínuo apresenta maior concentração de etanol no produto que o reator batelada.