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Mo$vada por necessidades sócio‐ econômicas, a indústria mundial tem se voltado aos processos chamados de “Produção mais limpa”, a fim de reduzir a geração de resíduos [1,2]. Além disso, o desenvolvimento de fontes de energias renováveis tem grande importância não só para as indústrias, mas também para o bem‐ estar da humanidade. Este cenário permi$u o desenvolvimento de tecnologias e o avanço das pesquisas em bioenergia, sendo o Brasil um dos principais países a realizar pesquisas nesta área em que a u$lização de outras fontes, tais como, resíduos de óleo de soja, gordura vegetal hidrogenada oriunda de frituras, caixas de gorduras de várias procedências (restaurante, shopping center) e bagaços de frutas, tem sido bastante estudadas e sua viabilidade técnica comprovada para esta finalidade. As frutas cítricas estão entre as mais importantes frutas conhecidas que são consumidas globalmente. As laranjas, por exemplo, contribuem com aproximadamente 55% de produção total de frutas cítricas no mund. Sendo o Brasil reconhecido mundialmente como o maior produtor e exportador de laranjas. Este projeto propõe o estudo da produção de bioetanol a par$r da fermentação do bagaço de laranja, que este é rico em açúcares facilmente fermentáveis como a glicose, a frutose e a sacarose, e os baixos níveis de lignina tornam este substrato ideal para a obtenção de produtos gerados por processos fermenta$vos, como, neste caso, o ETANOL. UNICAMP – INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÂNICA LABORATÓRIO DE QUÍMICA BIOLÓGICA O procedimento experimental para o pré‐tratamento do bagaço de laranja incluiu: Trituração do bagaço Extração de Terpenos em Autoclave Hidrólise Ácida de 30 minutos com Ácido Sulfúrico, em diferentes concentrações de 0,5%, 1,0% e 1,5% (v/v). Após a hidrólise, o pH de cada amostra foi ajustado a 5 u$lizando Bicarbonato de Sódio e, em seguida, foram inoculadas 10 mL de leveduras (CK ou E)* iniciando, assim, a fermentação a 37°C durante um período de 72 hs. Um diagrama geral do processo de produção de Etanol está mostrado a seguir: Diana Mar$niak Firbida ([email protected] ), Almas T. Awan, Drª Junko Tsukamoto, Profª Drª Ljubica Tasic. Agência Financiadora: Conselho Nacional de Desenvolvimento Cienpfico e Tecnológico (CNPq) Palavras chave: bagaço de laranja, hidrólise, fermentação, etanol. * Levedura CK (Saccharomyces cerevisiae)eE(Candida parapsilosis NRRLY‐12969). Através das análises de CLAE dos açúcares (glicose, frutose, arabinose e celobiose) e do etanol foi possível obter as concentrações destes em relação ao tempo de fermentação, como mostrados nos gráficos a seguir. Os gráficos apresentados correspondem às análises após da hidrólise com H 2 SO 4 (0,5%) u$lizando Cepa E e Cepa CK, respec$vamente, sendo estas as análises que apresentaram melhores resultados. Como pode ser observado, a fermentação u$lizando Cepa E (Candida parapsilosis NRRLY‐12969) apresentou melhores resultados, se comparados com aos ob$dos pela fermentação u$lizando Cepa CK (Saccharomyces cerevisiae). Isso foi observado em todas as análises, mesmo quando a concentração de ácido na hidrólise foi alterada para 1,0% ou 1,5%, sugerindo que a concentração ó$ma para hidrólise é igual a 0,5%. Além disso, em todas as fermentações, o período de maior concentração de etanol é seguido por uma queda da mesma, o que indica um consumo do próprio produto pela Cepa presente no meio. Esse processo pode ocorrer quando as concentrações de açúcares fermentáveis são menores do que as condições necessárias para uma a$vidade ó$ma da levedura. As condições que forneceram melhores resultados, apresentando uma concentração de etanol igual a 4,18 gL ‐1 em um período de incubação de 49 hs foi u$lizando a Cepa E (Candida parapsilosis NRRLY‐12969) com hidrólise ácida u$lizando 0,5% (v/v) de H 2 SO 4. No geral, as fermentações u$lizando Cepa E apresentaram um melhor desenvolvimento se comparadas às fermentações u$lizando Cepa CK (Comercial). E as fermentações u$lizando ambas as cepas, com hidrólise de 1,5% (v/v) de H 2 SO 4 não apresentaram bons rendimentos, que pode ser atribuído ao fato de que após a hidrólise ácida, ao ajustar o pH, com a adição de Bicarbonato de Sódio (NaHCO 3 ), a força iônica do meio pode sofrer um aumento grande o suficiente para dificultar a a$vidade da levedura. 1. GHANI, W. A.; ALIAS, A. B.; SAVORY, R. M.; CLIFFE, K. R. Waste Manag. 2009, 29, 767–773. 2. FAO, StaBsBcal Database for Crop ProducBon; FAO: Rome, Italy, 2008, www.fao.org (Acessado em 02 de junho, 2011).

UNICAMP – INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE … · grande importância não só para as indústrias, mas também para o bem‐ estar da humanidade. Este cenário permiu o desenvolvimento

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Page 1: UNICAMP – INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE … · grande importância não só para as indústrias, mas também para o bem‐ estar da humanidade. Este cenário permiu o desenvolvimento

Mo$vadapornecessidadessócio‐econômicas, a indústriamundial temse voltado aos processos chamadosde “Produção mais limpa”, a fim dereduzir a geração de resíduos [1,2].Além disso, o desenvolvimento defontes de energias renováveis temgrande importância não só para asindústrias,mas tambémparaobem‐estardahumanidade.

Este cenário permi$u odesenvolvimento de tecnologias e oavançodaspesquisasembioenergia,sendo o Brasil um dos principaispaísesarealizarpesquisasnestaáreaemqueau$lizaçãodeoutrasfontes,tais como, resíduos de óleo de soja,gordura vegetal hidrogenadaoriundade frituras, caixas de gorduras devárias procedências (restaurante,shoppingcenter)ebagaçosdefrutas,tem sido bastante estudadas e suaviabilidade técnica comprovada paraestafinalidade.

Asfrutascítricasestãoentreasmaisimportantesfrutasconhecidasque são consumidas globalmente.As laranjas, por exemplo,contribuemcomaproximadamente55% de produção total de frutascítricas no mund. Sendo o Brasilreconhecidomundialmentecomoomaior produtor e exportador delaranjas.

Esteprojetopropõeoestudodaprodução de bioetanol a par$r dafermentaçãodobagaçodelaranja,já que este é rico em açúcaresfacilmente fermentáveis como aglicose,afrutoseeasacarose,eosbaixosníveisdeligninatornamestesubstrato idealparaaobtençãodeprodutos gerados por processosfermenta$vos,como,nestecaso,oETANOL.

UNICAMP–INSTITUTODEQUÍMICADEPARTAMENTODEQUÍMICAORGÂNICALABORATÓRIODEQUÍMICABIOLÓGICA

Oprocedimentoexperimental paraopré‐tratamentodobagaçodelaranjaincluiu: Trituraçãodobagaço

ExtraçãodeTerpenosemAutoclaveHidrólise Ácida de 30 minutos com Ácido Sulfúrico, em diferentes

concentraçõesde0,5%,1,0%e1,5%(v/v).Apósahidrólise,opHdecadaamostra foiajustadoa5u$lizando

BicarbonatodeSódioe,emseguida,foraminoculadas10mLdeleveduras(CKouE)*iniciando,assim,afermentaçãoa37°Cduranteumperíodode72hs.

UmdiagramageraldoprocessodeproduçãodeEtanolestámostradoaseguir:

DianaMar$niakFirbida([email protected]),AlmasT.Awan,DrªJunkoTsukamoto,ProfªDrªLjubicaTasic.AgênciaFinanciadora:ConselhoNacionaldeDesenvolvimentoCienpficoeTecnológico(CNPq)

Palavraschave:bagaçodelaranja,hidrólise,fermentação,etanol.

*LeveduraCK(Saccharomycescerevisiae)eE(CandidaparapsilosisNRRLY‐12969).

AtravésdasanálisesdeCLAEdosaçúcares(glicose,frutose,arabinoseecelobiose)e do etanol foi possível obter as concentrações destes em relação ao tempo defermentação,comomostradosnosgráficosaseguir.

OsgráficosapresentadoscorrespondemàsanálisesapósdahidrólisecomH2SO4(0,5%) u$lizando Cepa E e Cepa CK, respec$vamente, sendo estas as análises queapresentarammelhoresresultados. Comopodeserobservado,afermentaçãou$lizandoCepaE(CandidaparapsilosisNRRLY‐12969) apresentou melhores resultados, se comparados com aos ob$dos pelafermentaçãou$lizandoCepaCK(Saccharomycescerevisiae).Issofoiobservadoemtodasasanálises,mesmo quando a concentração de ácido na hidrólise foi alterada para 1,0% ou1,5%,sugerindoqueaconcentraçãoó$maparahidróliseéiguala0,5%.Alémdisso,emtodasasfermentações,operíododemaiorconcentraçãodeetanoléseguido por uma queda damesma, o que indica um consumodo próprio produto pelaCepapresentenomeio.Esseprocessopodeocorrerquandoasconcentraçõesdeaçúcaresfermentáveis sãomenoresdoqueas condiçõesnecessáriasparaumaa$vidadeó$madalevedura.

Ascondiçõesquefornecerammelhoresresultados,apresentandoumaconcentraçãodeetanol igual a 4,18 gL‐1 em um período de incubação de 49 hs foi u$lizando a Cepa E(CandidaparapsilosisNRRLY‐12969)comhidróliseácidau$lizando0,5%(v/v)deH2SO4.

Nogeral,asfermentaçõesu$lizandoCepaEapresentaramummelhordesenvolvimentose comparadas às fermentações u$lizando Cepa CK (Comercial). E as fermentaçõesu$lizandoambasascepas,comhidrólisede1,5%(v/v)deH2SO4nãoapresentarambonsrendimentos,quepodeseratribuídoaofatodequeapósahidróliseácida,aoajustaropH,comaadiçãodeBicarbonatodeSódio (NaHCO3),a força iônicadomeiopodesofrerumaumentograndeosuficienteparadificultaraa$vidadedalevedura.

1.  GHANI, W. A.; ALIAS, A. B.; SAVORY, R. M.; CLIFFE, K. R.WasteManag.2009,29,767–773.

2.FAO,StaBsBcalDatabaseforCropProducBon;FAO:Rome,Italy,2008,www.fao.org(Acessadoem02dejunho,2011).