PPGBIO - Mestrado em Biocombustíveis (Dissertações)

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Fermentação alcoólica de hidrolisado ácido de torta de polpa de macaúba utilizando a levedura Candida akabanensis UFVJM-R131 na forma livre e imobilizada
(UFVJM, 2022) Freitas, Filipe Soares de; Santos, Alexandre Soares dos; Pantoja, Lílian de Araújo; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Alexandre Soares dos; Pasquini, Daniel; Fonseca, Francine Souza Alves da; Santos, Líbia Diniz
O etanol é o biocombustível com maior escala de produção no mundo, podendo ser produzido a partir da conversão de carboidratos encontrados em biomassas açucaradas, amiláceas e lignocelulósicas. A levedura Saccharomyces cerevisiae é considerada um dos microorganismos mais importantes na produção industrial de etanol. Entretanto, S. cerevisiae não é capaz, de forma natural, de converter pentoses a etanol. Por esse motivo, a busca por outras espécies microbianas com capacidade natural de converter pentoses a etanol é um dos caminhos para se aproveitar o manancial considerável de pentoses disponível em biomassas vegetais. Em 2016, o grupo de pesquisa que apoia este estudo isolou e identificou uma linhagem de levedura da espécie Candida akabanensis capaz de converter xilose a etanol em meio sintético e, em 2017, mostrou que esta mesma levedura também era capaz de cofermentar xilose e glicose, presentes em hidrolisado de torta de caroço de algodão, em etanol. Como desdobramento das descobertas anteriores, foi avaliado neste trabalho o potencial tecnológico dessa levedura não convencional para a produção de etanol a partir do hidrolisado da torta de polpa de macaúba. A torta de macaúba é um resíduo agroindustrial resultante da extração do óleo dos cocos desta palmeira e que possui conteúdo significativo de amido, hemiceluloses e celulose. A hidrólise das frações amido e hemiceluloses da biomassa foi realizada com H2SO4 diluído e os processos fermentativos foram conduzidos em batelada simples, com células livres, e em processo contínuo, com a levedura imobilizada em alginato de cálcio. Os ensaios fermentativos conduzidos com C. akabanensis UFVJM R131 em hidrolisado da torta de macaúba contendo 17,1 g L-¹ de glicose e 15,0 g L-¹ de xilose produziram 11,3 g L-¹ de etanol com YP/S de 0,37 gproduto gsubstrato-¹, quando em batelada simples com células livres e, 2,6 g L-¹ de etanol e YP/S de 0,48 gproduto gsubstrato-¹, quando em sistema contínuo. A produção de etanol final para o sistema conduzido com células imobilizadas foi mais baixa quando comparado ao sistema com células livres, todavia, seu rendimento foi notável. A linhagem C. akabanensis UFVJM R131 foi capaz de converter de forma eficiente os açúcares em etanol, mesmo na presença de 5-hidroximetilfurfural e ácido acético, subprodutos oriundos da hidrólise ácida da biomassa. Outros estudos são necessários para aprofundar o conhecimento da levedura e potencial tecnológico.
Inventário do ciclo de vida da produção de biodiesel utilizando macaúba como fonte de matéria-prima
(UFVJM, 2021) Rodrigues, Artur Saturnino; Santos, Alexandre Soares dos; Veloso, Ronnie Von dos Santos; Evaristo, Anderson Barbosa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Alexandre Soares dos; Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Silva, Ricardo Siqueira da; Lopes, Emerson Delano
A macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd.) é uma das espécies mais promissoras para inserção na cadeia de produção de óleos vegetais para biocombustíveis em diversos biomas do território brasileiro. No entanto, a viabilidade de uso desta espécie na cadeia de produção de biocombustíveis não depende somente de suas características produtivas, mas também da eficiência ambiental e energética de sua produção. O aumento da oferta de matéria-prima proveniente da macaúba depende, principalmente, da expansão de áreas plantadas com a espécie, representando um risco adicional a diversas categorias de impactos ambientais. Desta forma, esta dissertação tem como objetivo realizar um Inventário do Ciclo de Vida (ICV) da produção de biodiesel utilizando o óleo da macaúba como fonte de matéria-prima. Foi avaliado, um sistema de agricultura convencional. O sistema para este estudo foi definido como o conjunto de operações necessárias para produção de Biodiesel. O Inventário foi realizado utilizando como referência a norma ISO 14040, o Sistema Internacional de Referência de Dados de Ciclo de Vida de Produtos e Processos e artigos científicos relacionados a trabalhos de ICV e também o programa OpenLCA® com a base de dados do EcoInvent 3.7®. Os resultados deste trabalho apresentaram que um litro de Biodiesel de Macaúba equivale a 12,198 MJ/L ou ainda 13,752 MJ/Kg e um balaço energético positivo de 25,24 MJ/Kg. Já nos cenários GTP 20a e GTP 100a uma equivalência de 3,810 kg CO2 – Eq e 2,381 kg CO2-Eq por litro de Biodiesel produzido, com uma produção média anual de 6.599,30 litros de biodiesel. Este trabalho constitui uma importante fonte de dados para estudos de Avaliação do Impacto Ciclo de Vida (AICV) de sistemas de produção de biodiesel a partir de oleaginosas.
Inventário do ciclo de vida da produção de bioquerosene de aviação utilizando macaúba como fonte de matéria-prima
(UFVJM, 2021) Azevedo, Wellington José de; Santos, Alexandre Soares dos; Veloso, Ronnie Von dos Santos; Evaristo, Anderson Barbosa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Alexandre Soares dos; Costa, Alexandre Sylvio Vieira da; Silva, Ricardo Siqueira da; Tinoco, Ricardo Salles
A região dos vales do Jequitinhonha e Mucuri, possui condições adequadas para o desenvolvimento de uma das espécies mais promissoras para a produção de óleos vegetais, que é a macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart). O óleo extraído dessa oleaginosa é utilizado para inúmeros fins, dentre eles para a produção de biocombustíveis, através da reação de transesterificação de triacilgliceróis contidos nos óleos vegetais. Apesar da espécie apresentar características bastante favoráveis à cadeia de produção de biocombustíveis, faz-se necessário promover melhorias na sua eficiência energética e ambiental, desde o plantio até o processamento. De acordo com a International Organization for Standardization ISO 14040, (2001) um Inventário de Ciclo de Vida acompanha o ciclo de vida de todos os materiais envolvidos na cadeia de produção de um produto. É necessário determinar e quantificar toda a matéria prima e energia envolvida no processo de fabricação de um produto. O presente estudo, tem como objetivo a realização de um Inventário de Ciclo de Vida (ICV) da produção de bioquerosene de aviação utilizando a macaúba como fonte de matéria-prima contribuindo de forma significativa na avaliação dos impactos ambientais e energéticos gerados pela produção do bioquerosene de aviação e servindo como fonte de dados para estudos de Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (AICV) do óleo da macaúba. As diretrizes de trabalho avaliaram as fases agrícola e de processamento para conversão do óleo em bioquerosene para aviação em um horizonte de tempo de 20 anos. Os dados da fase agrícola foram obtidos da Acrotech/ Soleá localizada em João Pinheiro – MG, os dados da fase de extração do óleo foram cedidos por uma usina experimental localizada na cidade de Dores do Indaiá e as demais informações foram obtidas da literatura. A construção do inventário do Ciclo de Vida foi realizada de acordo com as normas da ISO 14040. O valor estimado do óleo do mesocarpo foi de 68,29 toneladas.ha-1, sendo possível produzir 39,33 toneladas.ha-1 de bioquerosene para aviação. Os insumos com maiores contribuições nas emissões de CO2-eq e demanda de energia na cadeia de produção do bioquerosene para aviação foram a ureia e o metanol.