Desenvolvimento de processo hidrotérmico e enzimático para a obtenção de açúcares redutores a partir da palha de arroz - BRS AG

Abstract

Combustíveis renováveis, como no caso do etanol celulósico, podem ser obtidos a partir de diversas fontes de biomassa, tais como bagaços, talos, espigas, palhas, cascas e outros resíduos de produção agrícola e florestal. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi desenvolver processo de tratamento hidrotérmico e enzimático para obtenção de açúcares redutores a partir da "palha de arroz" da cultivar BRS AG. A palha foi, portanto, caracterizada em sua composição proximal e teores de celulose, hemicelulose e lignina e exame por MEV revelaram a estrutura antes e depois do pré-tratamento hidrotérmico. Com o objetivo de encontrar a condição de hidrólise enzimática que fornecesse maior concentração de açúcares redutores (AR), fez-se um planejamento fatorial com diferentes faixas de operação da hidrólise enzimática, aplicando um fatorial 23 com 4 repetições no ponto central e todos tratamentos em duplicata. De modo a se avaliar qual a variável exerceu maior influência sobre o sistema, pôde-se observar que o tempo de reação teve um efeito mais pronunciado, sendo que nas reações que ocorreram em 24 horas o rendimento em AR foi de, em média, 1,7 g.L-1, enquanto que reações de 72 horas o rendimento dobrou, ou seja, 3,4 g.L-1. Pôde-se observar que a influência do tempo de reação no rendimento de AR foi maior quando comparado com os demais fatores em estudo. Para a melhor condição de hidrólise enzimática foi feita a fermentação do hidrolisado. Foi possível constatar presença de etanol a partir da fermentação dos hidrolisados de palha de arroz.

Renewable fuels, being cellulosic ethanol an example, can be obtained from various sources of biomass such as bagasses, cobs, straws, husks and other residues from agricultural and forestry production. In this way, the objective of this work was to develop a process of hydrothermal and enzymatic treatment to obtain reducing sugars from rice straw of BRS AG grow crop. The straw was, therefore, characterized in its proximal composition and cellulose amounts, hemicellulose and lignin and SEM images revealed the structure before and after the hydrothermal treatment. With the objective of finding the condition of enzymatic hydrolysis that provides the greatest concentration of reducing sugars, it was made factorial planning strategy with different operation limits of enzymatic hydrolysis, applying a factorial 23 with 4 repetition on central point planning and all treatments in duplicate. To evaluate which variable had greater influence over the system, it was observed that reaction time had a more pronounced effect, such that reactions that occurred in 24 hours the yield in reducing sugar was, in average, 1.7 g.L", while reactions that occurred in 72 hours the yield just doubled, that is, 3.4 g.L-1. It was observed the biggest influence of reaction time on the reducing sugar yield when compared to other factors considered. For the best condition of enzymatic hydrolysis it was conducted fermentation of the hydrolysate. It was noticed ethanol in solution after the fermentation of rice straw hydrolysates.