@PHDTHESIS{ 2020:775491894,
 	title = {Estratégias visando à melhoria da produção de etanol por Kluyveromyces marxianus pelo processo de sacarificação simultânea à fermentação de cascas de arroz},
 	year = {2020},
 	url = "http://tede.unioeste.br/handle/tede/5020",
 	abstract = "A casca de arroz é um resíduo proveniente do beneficiamento do arroz, sendo um
 subproduto abundante em países produtores do cereal. Por apresentar teores consideráveis
 de celulose em sua composição, é uma potencial matéria-prima para utilização em vários
 bioprocessos, como a produção de etanol. No entanto, vários desafios técnicos precisam ser
 superados a fim de tornar o processo de produção de etanol de segunda geração
 economicamente viável e competitivo. Nesse contexto, o processo de sacarificação,
 simultânea à fermentação (SSF), associado ao aumento da concentração de sólidos, bem
 como à utilização de surfactantes na hidrólise enzimática, em processos fermentativos, que
 empregam biomassa lignocelulósica, são estratégias promissoras para a obtenção de
 maiores rendimentos de açúcares e, consequentemente, de etanol. Sendo assim, o objetivo
 deste trabalho foi avaliar diferentes estratégias, a fim de obter melhoria na produção de
 etanol, a partir da fração de celulose presente na casca de arroz, utilizando a levedura
 termotolerante Kluyveromyces marxianus ATCC 36907. A primeira estratégia consistiu em
 realizar a SSF em batelada alimentada, objetivando o aumento da carga de sólidos; a
 segunda foi avaliar o efeito da adição de surfactantes não iônicos durante a hidrólise
 enzimática no processo de SSF. Primeiramente, a biomassa de casca de arroz foi
 submetida à caracterização química quanto aos teores de celulose, hemicelulose e lignina,
 antes e após pré-tratamento alcalino com hidróxido de sódio (NaOH) 8% (m/v). A casca de
 arroz tratada foi submetida à hidrólise enzimática com diferentes cargas enzimáticas (5, 11 e
 22 FPU/gcelulose) e 10% de sólidos (m/v), a fim de determinar a condição com maior liberação
 de açúcares redutores para posterior utilização na SSF em batelada alimentada com alta
 carga de sólidos. Para a SSF em batelada alimentada, foram realizados quatro
 experimentos com diferentes concentrações de biomassa de cascas de arroz, sendo os
 experimentos E1 e E2, com carga inicial de 10% e final de 20% (m/v) e E3 e E4 com carga
 inicial de 15% e final de 25% (m/v), respectivamente, em pH 5,5, 40 °C, 200 rpm, 96 horas.
 Para isso, foram estabelecidos intervalos de alimentação, sendo duas alimentações a cada
 24 horas (E1 e E3) e quatro alimentações a cada 12 horas (E2 e E4). Como segunda
 estratégia, foi realizada a hidrólise enzimática, com o objetivo de avaliar o efeito de
 diferentes cargas de enzima (5; 8; 13,5; 19 e 22 FPU/gcelulose), em associação aos
 surfactantes Polisorbato 80 (PS80) (7,0; 10; 15; 20 e 23 mg/L), Polietilenoglicol 4000 (PEG)
 (0,5; 1,0; 2,0; 3,0 e 3,5 g/L) e Triton X-100 (TX-100) (75; 100; 150; 200 e 225 mg/L), na
 liberação de glicose, por meio de três experimentos, seguindo um delineamento composto
 central rotacional (DCCR) 22, que inclui 4 ensaios nas condições axiais e 4 repetições no
 ponto central, totalizando 12 ensaios para cada surfactante, além de um experimento
 controle (com adição de enzima e sem surfactante), em triplicata. A terceira estratégia
 consistiu na adição de surfactante na SSF, objetivando avaliar a influência do surfactante na
 produção de etanol. Para isso, foram realizados três experimentos: controle (sem
 surfactante+19 FPU/gcelulose), com adição de Polisorbato 80 (10,0 mg/L+19 FPU/gcelulose) e
 com Polietilenoglicol 4000 (3,0 g/L+19 FPU/gcelulose), sendo o tipo de surfactante e
 respectivas concentrações e carga enzimática selecionados a partir dos resultados da 
 vii hidrólise enzimática, que foram significativos. Os experimentos foram feitos com uma
 proporção de sólidos de 10% (m/v), pH 5,5, 40 °C, 200 rpm, 96 horas, em triplicata. A casca
 de arroz in natura apresentou 36,03% de celulose, 14,71% de hemicelulose e 26,47%
 lignina e, após o tratamento com NaOH 8% (m/v), os teores dessas frações foram 70,27;
 8,39 e 21,34% de celulose, hemicelulose e lignina, respectivamente. Na SSF em batelada
 alimentada com alta carga de sólidos, obteve-se produção de etanol de 9,57; 9,92; 13,99 e
 12,77 g/L, rendimentos (YE/C) de 0,16;0,17; 0,18 e 0,18 g/g e produtividade volumétrica (QP)
 de 0,27; 0,28; 0,39 e 0,53 g/L.h -1 , para os experimentos E1, E2, E3 e E4, respectivamente.
 Com relação ao efeito da adição de surfactantes na hidrólise enzimática, as concentrações
 de glicose variaram de 32,36 a 79,57 g/L, com adição de PS80, de 45,14 a 74,60 g/L, com
 PEG e 32,28 a 47,89 g/L, com adição de TX-100, enquanto o controle apresentou de 20,36
 a 47,77 g/L, em 96 horas. Apenas os surfactantes PS80 e PEG, em associação a diferentes
 cargas de enzimas, promoveram efeitos significativos (p<0,05), sendo a carga enzimática o
 fator que mais influenciou o aumento da produção final de glicose. Em relação à SSF com
 surfactante, a adição de PS80 (10 mg/L) e PEG (3,0 g/L), em associação a 19 FPU/gcelulose,
 resultou em 6,73 e 8,17 g/L de etanol, YE/C de 0,17 e 0,21 g/g e QP de 0,56 e 0,68 g/L.h-1
 , em 12 horas de fermentação, respectivamente. No controle, com adição da mesma carga
 enzimática (19 FPU/gcelulose) e sem surfactante, a produção de etanol foi 5,02 g/L, com YE/C
 de 0,13 g/g e QP de 0,14 g/L.h-1, em 36 horas. Os resultados sugerem que a casca de arroz
 é uma matéria-prima que pode ser utilizada como substrato em bioprocessos, por
 apresentar teor de celulose semelhante ao de outras biomassas lignocelulósicas. As
 diferentes estratégias de alimentação com casca de arroz, utilizadas na SSF em batelada
 alimentada, não resultaram aumentos substanciais na produção de etanol. A adição dos
 surfactantes PS80 e PEG, durante a hidrólise enzimática, resultou aumentos significativos à
 produção final de glicose. Na SSF, os mesmos surfactantes contribuíram para um ligeiro
 aumento na produção de etanol em um tempo menor de fermentação, comparado ao
 controle.",
 	publisher = {Universidade Estadual do Oeste do Paraná},
 	scholl = {Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola},
 	note = {Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas}
}