Otimização do pré-tratamento ácido de torta de caroço de algodão e bagaço de malte com farinha de pupunha para produção de bioetanol de segunda geração

Abstract

Na atualidade, não se pode desconsiderar a necessidade de desenvolvimento de tecnologias que suportem as demandas por energias renováveis. Uma das vias para a produção de energia renovável é a transformação de biomassas vegetais em combustíveis líquidos. Os resíduos agroindustriais são candidatos potenciais como insumos para essa nova indústria de energia. Dessa forma a presente dissertação teve por objetivo avaliar o potencial da torta de caroço de algodão e do bagaço de malte com farinha de pupunha como matérias-primas para a produção de etanol de segunda geração e otimizar etapa de pré-tratamento ácido do material lignocelulósico necessária para a utilização da celulose. Inicialmente foi determinada a composição centesimal da torta de caroço de algodão e do bagaço de malte em relação aos valores percentuais de umidade, cinzas, extrato etéreo, proteína bruta, açúcares solúveis totais, amido, hemicelulose, celulose, lignina, fibra em detergente neutro e fibra em detergente ácido. Com os resultados da caracterização química pôde-se estimar uma produção potencial superior a 300 L de etanol/tonelada de cada resíduo. Para a otimização do pré-tratamento ácido para remoção da fração hemicelulósica foi aplicada metodologia de Planejamento Fatorial através de Delineamento Composto Central Rotacional. O programa STATISTICA Versão 8.0 (Statsoft Inc., Tulsa,) foi utilizado para análise dos dados. A qualidade do ajuste da equação do modelo foi expressa pelo coeficiente de determinação (R²) e sua significância estatística condicionada pelo teste-F. O material insolúvel recuperado após o pré-tratamento otimizado teve as frações hemicelulósicas e de amido completamente removidas. O hidrolisado obtido em condições otimizadas de pré-tratamento apresentou 15,7% de açúcares redutores para o bagaço de malte e pupunha e 5,9% de açúcares redutores para a torta de caroço de algodão. O tratamento dos hidrolisados com carvão ativado removeu não menos que 58% dos compostos fenólicos aí presentes. Os testes de fermentabilidade com Saccharomyces cerevisiae e Pichia stipitis foram promissores. A fermentação com S. cerevisiae apresentou um YP/S de 0,30 para a torta de caroço de algodão e 0,37 para o bagaço de malte. Os rendimentos fementativos com P. stipitis variaram de 9% a 25% para os resíduos agroindustriais. Os dados experimentais indicam que a torta de caroço de algodão (Gossypium hirsutum L.) e bagaço malte com farinha de pupunha tem elevado potencial para a produção de bioetanol.