Etanol de segunda gera??o utilizando sorgo biomassa (Sorghum bicolor)

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Almeida, Luciana Gomes Fonseca de
• Orientador(a): Costa, Alexandre Sylvio Vieira da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: UFVJM
• Link de acesso: http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/handle/1/2066
• topic: Etanol celul?sico; Lignocelulose; Parede celular; Biocombust?veis; Cultura bioenerg?tica; Gen?tipos de sorgo; Cellulosic ethanol; Lignocellulosic; Cell wall; Biofuels; Bioenergetic crop; Sorghum genotypes

Em um contexto de mudan?as clim?ticas, alinhado com a necessidade de reduzir as emiss?es de gases de efeito estufa, os biocombust?veis integram a diversifica??o da matriz de transporte, contribuindo para o suprimento de energia de forma segura, acess?vel e ambientalmente respons?vel. Apesar de o Brasil ser o segundo maior produtor global de etanol, ainda requer a diversifica??o de culturas bioenerg?ticas. Al?m disso, a composi??o lignocelul?sica da biomassa e a capacidade de desconstru??o da parede celular vegetal, tamb?m s?o extremamente importantes para indicar uma cultura potencial para o mercado de bioenergia. Esta composi??o f?sico-qu?mica pode ser diferenciada entre esp?cies, manejo cultural e at? mesmo em diferentes partes da mesma planta. Nesse cen?rio, o sorgo biomassa (Sorghum bicolor (L.) Moench) apresenta-se como potencial mat?ria prima para a produ??o do etanol de segunda gera??o. O sorgo ? uma planta C4, de dias curtos e com altas taxas fotossint?ticas, al?m de ter a vantagem de adapta??o a diversos ambientes, permitindo o desenvolvimento e expans?o da cultura em regi?es de cultivo com distribui??o irregular de chuvas. Dessa forma, objetivou-se com este estudo identificar gen?tipos de sorgo biomassa com potencial agron?mico e composi??o lignocelul?sica favor?vel ao desenvolvimento do etanol de segunda gera??o. Foram cultivados cinco h?bridos de sorgo biomassa, nos munic?pios de Sete Lagoas e Couto de Magalh?es de Minas, nas safras 2015/2016 e 2016/2017. A composi??o lignocelul?sica da biomassa in natura de cada material, e ap?s os pr?-tratamentos, foram determinadas para verifica??o futuras de melhores rendimentos de etanol. O pr?-tratamento ?cido foi realizado com ?cido sulf?rico (H2SO4), enquanto para o pr?-tratamento alcalino foi utilizado solu??o de hidr?xido de s?dio (NaOH). Dentre os materiais avaliados, dois h?bridos mutantes de sorgo biomassa de nervura marrom ?bmr? foram testados comparativamente a tr?s h?bridos de sorgo biomassa convencionais. Entre os caracteres agron?micos, constatou-se diferen?a na produtividade, sendo o h?brido BRS716 o mais produtivo, com produ??o de massa verde (PMV) de 98,41 t ha-1 e produ??o de massa seca (PMS) de 33 t ha-1. O h?brido de sorgo biomassa de nervura marrom bmr 2015B002 tamb?m apresentou valores considerados altos, com um PMV de 81,03 t ha-1. Em rela??o ? composi??o lignocelul?sica da biomassa in natura, os h?bridos de nervura marrom bmr 2015B002 e 2015B003 se destacaram, apresentando teores de lignina significativamente menores (4,63%) em rela??o aos h?bridos convencionais (7,15%). Verificou-se que os pr?-tratamentos foram eficientes na remo??o de lignina, constatando teores pr?ximo de zero para os gen?tipos 2015B002 e 2015B003. A lignina ? um composto polifen?lico que interfere de maneira negativa no processo de sacarifica??o, uma vez que dificulta a a??o das enzimas ao complexo celul?sico. Os resultados demonstraram que o tratamento ?cido seguido por base apresentou o melhor rendimento ap?s a hidr?lise enzim?tica, corroborado pelas an?lises de Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV), An?lise de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), An?lise de ?ndice de cristalinidade (DRX) e An?lise T?rmica (TG), que demonstraram a modifica??o estrutural desej?vel. Os melhores rendimentos de hidr?lise foram obtidos a partir dos materiais pr?-tratados, sendo o tratamento ?cido seguido de base o que obteve os melhores resultados. Os gen?tipos avaliados nos dois ambientes apresentaram desempenho semelhante, podendo ser recomendado para as duas regi?es. N?o houve intera??o entre h?bridos e ambiente, para todos os caracteres avaliados. A produ??o de bioetanol de segunda gera??o para os h?bridos avaliados variou entre 6.612 a 11.838 litros por hectare, por ciclo de 180 dias. O sorgo biomassa bmr 201556B002 apresentou melhor rendimento de hidr?lise, para os dois tipos de sacarifica??o utilizados, quando comparados aos gen?tipos convencionais.