Bioconversão integrada de lamas celulósicas em etanol: alterações processuais para o aumento da produtividade

Abstract

Nas últimas décadas, a temperatura média global tem vindo a crescer devido à alteração da composição atmosférica resultante da queima dos combustíveis fósseis. De forma a reduzir a poluição ambiental e o consumo de petróleo, têm sido estudado diversos combustíveis alternativos, como o bioetanol. O bioetanol consiste no biocombustível mais utilizado no sector dos transportes, sendo a sua produção a partir de resíduos lenho-celulósicos uma das mais promissoras devido à sua abundância e baixo custo. No presente trabalho foram utilizados resíduos da indústria da pasta e papel como matéria-prima para a produção de bioetanol, tirando partido da fracção de hidratos de carbono (HC). Foram realizados diversos ensaios em que se estudou a possibilidade de aumentar a concentração de etanol obtida através do aumento da consistência da mistura reaccional. Os ensaios realizados de hidrólise e fermentação em simultâneo (SSF), utilizando a S. cerevisiae ATCC 26622 e o extrato enzimático NS 22192 (15 FPU/gHC), permitiram atingir uma concentração máxima de etanol de 52 g/L (partindo de 126,5 g/L de HC com 15,6% consistência) e 70,5 g/L (partindo de 174,5 g/L de HC com 28,2% consistência) para as lamas primárias das Fábrica 1 e 2, respetivamente. Posteriormente, realizaram-se ensaios em que se estudou o aumento de escala, desde um balão de erlenmeyer de 250 mL até um bioreator agitado de 5 L, utilizando como critérios de scale-up o número de Reynolds constante ou a velocidade periférica do agitador constante. Dentro dos ensaios SSF com as lamas primárias da Fábrica 2, usando uma consistência de 22% e 136,4 g/L de HC, obteve-se uma concentração máxima de etanol de 59,1 g/L e 54,5 g/L para o balão de erlenmeyer e o bioreator de 5L (com um volume útil de 2,5 L), respetivamente. Os objetivos inicialmente propostos foram bem-sucedidos, tendo sido possível tanto o aumento da concentração de etanol como o aumento de escala.