BR102017021257A2 - Processo integrado à produção de etanol celulósico, lignina e seus derivados para produção de biomassa de leveduras e coprodutos obtidos a partir de substratos hemicelulósicos - Google Patents
Processo integrado à produção de etanol celulósico, lignina e seus derivados para produção de biomassa de leveduras e coprodutos obtidos a partir de substratos hemicelulósicos Download PDFInfo
- Publication number
- BR102017021257A2 BR102017021257A2 BR102017021257-2A BR102017021257A BR102017021257A2 BR 102017021257 A2 BR102017021257 A2 BR 102017021257A2 BR 102017021257 A BR102017021257 A BR 102017021257A BR 102017021257 A2 BR102017021257 A2 BR 102017021257A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- production
- yeast
- biomass
- lignin
- derivatives
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-HQMMCQRPSA-N Ethanol-14C Chemical compound C[14CH2]O LFQSCWFLJHTTHZ-HQMMCQRPSA-N 0.000 title claims description 8
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims abstract description 52
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 claims abstract description 24
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 claims abstract description 24
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 claims abstract description 12
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 claims description 16
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 6
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 239000006071 cream Substances 0.000 claims description 5
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 5
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 claims description 3
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 claims description 3
- 241000222178 Candida tropicalis Species 0.000 claims description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000235646 Cyberlindnera jadinii Species 0.000 claims description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims description 2
- 206010062717 Increased upper airway secretion Diseases 0.000 claims 1
- 208000026435 phlegm Diseases 0.000 claims 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 abstract description 17
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 abstract description 10
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 7
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 12
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 9
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 9
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 5
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 4
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000006364 Torula Species 0.000 description 1
- -1 acetate Chemical class 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYSA-N glyoxylic acid Chemical compound OC(=O)C=O HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
processo integrado à produção de etanol celulósico, lignina e seus derivados para produção de biomassa de leveduras e coprodutos obtidos a partir de substratos hemicelulósicos. o presente pedido de patente de invenção descreve o processo para produção de biomassa celular e coprodutos, a partir da utilização de leveduras capazes de assimilar e metabolizar as pentoses das hemiceluloses, proveniente do hidrolisado de bagaço de cana, que passa a ser utilizada como fonte proteica; conferindo, dessa maneira, uma nova utilização para essa fração, que, em geral, acaba não sendo utilizada para a produção de etanol de segunda geração.
Description
PROCESSO INTEGRADO À PRODUÇÃO DE ETANOL CELULÓSICO, LIGNINA E SEUS DERIVADOS PARA PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE LEVEDURAS E COPRODUTOS OBTIDOS A PARTIR DE SUBSTRATOS HEMICELULÓSICOS
BREVE DESCRIÇÃO [001] Trata a presente solicitação de patentes de invenção de um inédito “PROCESSO INTEGRADO À PRODUÇÃO DE ETANOL CELULÓSICO, LIGNINA E SEUS DERIVADOS PARA PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE LEVEDURAS E COPRODUTOS OBTIDOS A PARTIR DE SUBSTRATOS HEMICELULÓSICOS” que se refere ao processo de produção de biomassa de leveduras e de coprodutos, integrado à produção de etanol celulósico, lignina e seus derivados, a partir de substratos hemicelulósicos, com a utilização de flegmaça, vinhaça e águas residuais.
CAMPO DE APLICAÇÃO [002] A presente invenção pertence à seção de química, ao setor de bioquímica e biotecnologia, por se tratar de um processo de produção de biomassa de leveduras e coprodutos, integrados a processos de produção de etanol celulósico, lignina e seus derivados.
CONVENCIMENTO [003] A busca e utilização de processos e produtos que visam menores danos ambientais e maior reaproveitamento de matéria-prima é cada vez maior, prova disso é o grande desenvolvimento da biotecnologia nos últimos anos. Os combustíveis renováveis, maior parte proveniente da atividade de microrganismos em matérias-primas de origem vegetal são referência quando se pensa em biotecnologia.
[004] O reaproveitamento de resíduos da indústria sucro-alcooleira, a fim de a melhorar a produção de etanol tem sido uma alternativa eficiente para minimizar problemas relacionados ao grande volume de resíduo gerado, representado pelo bagaço, pela palha da cana e pela vinhaça, e da destinação de grandes áreas ao cultivo de cana-de-açúcar e que deixam de ser utilizadas para o cultivo de alimentos. Esses problemas podem ser amenizados pela possibilidade de produção de energia, através aplicação do bagaço em sistemas de cogeração, tornando a usina autossustentável energeticamente (Conab, 2011); da utilização do bagaço na obtenção de diversos produtos e, ainda na maximização da produção de etanol, através do etanol de segunda geração, o qual
Petição 870170074913, de 03/10/2017, pág. 4/19
2/7 possibilita a duplicação da produção da usina, sem haja necessidade de aumento das áreas de cultivo de cana-de-açúcar (Pereira, 2008; Trigueiro, 2013).
[005] O combustível conhecido por etanol de segunda geração é considerado um combustível renovável que apresenta como principais vantagens o aproveitamento da grande área de plantio já existente e o aumento significativo na produção de etanol, devido à utilização do bagaço proveniente da quebra da lignocelulose (Rossi et al., 2014). [006] Para que o etanol de segunda geração seja produzido, o bagaço da cana-deaçúcar, obrigatoriamente, deve passar por um processo de hidrólise, para que haja liberação de açúcares passiveis de redução biológica; e, em alguns casos até por um pré-tratamento, e por fim, o bagaço é fermentado, como o etanol de primeira geração, salvo os casos em que de sacarificação e fermentação ocorrem em conjunto (Huber e Bruce, 2009).
[007] O bagaço seco da cana-de-açúcar é constituído basicamente por celulose (45 a 50%), hemicelulose (20 a 25%) e lignina (15 a 20%) além de cinzas, ceras e outros carboidratos (5 a 10%). A celulose é constituída basicamente por moléculas de glicose unidas através de ligações beta 1,4. Por sua vez, a hemicelulose é formada principalmente por pentoses como a xilose e arabinose. Ao contrário da celulose, a hemicelulose é facilmente hidrolisada pela combinação de temperatura e soluções diluídas de ácidos minerais como sulfúrico e clorídrico. No entanto, os açúcares liberados por ela liberado são essencialmente pentoses, difíceis ou mesmo impossíveis de serem fermentados para a produção de etanol pela maioria das espécies de leveduras, porém, algumas leveduras especiais podem assimilar e metabolizar as pentoses para produção de biomassa celular e proteínas de alto valor nutritivo.
[008] A partir disso, foi observada a possibilidade de utilizar o hidrolisado da fração hemicelulose do bagaço de cana para produção de levedura seca como fonte proteica, enquanto a fração de celulose pode ser hidrolisada e fermentada junto com melaço ou com mosto para produção do etanol de segunda geração, sem grandes modificações no processo de produção. O que permite às usinas ampliar as alternativas de uso do bagaço de cana, para além da geração de vapor, cogeração de energia, produção de etanol de segunda geração e, a partir do processo de produção objeto deste pedido de patente,
Petição 870170074913, de 03/10/2017, pág. 5/19
3/7 para a produção de biomassa de leveduras e, dessa maneira, reduzir a competição de alimento e combustível.
[009] Nesse contexto, observa-se que o processo descrito por este pedido de patente, que aborda a utilização do hidrolisado de hemicelulose, é de grande importância para a indústria e para o meio ambiente, uma vez que trata-se da destinação de uma fração que, em geral, não é utilizada para a produção de etanol de segunda geração, uma vez que o hidrolisado ácido apresenta baixas concentrações açúcares, inibidores como o acetato, além de, requerer o consumo de vapor para concentrar o caldo e linhagens de leveduras geneticamente modificadas ou selecionadas para fermentação de pentoses. [010] Além disso, o processo descrito neste pedido, ainda permite que leveduras com capacidade de assimilar e metabolizar as pentoses para produção de biomassa celular e proteínas de alto valor nutritivo e que antes eram consideradas um problema por não poderem transformar xilose em etanol, possam a ser empregadas na produção de biomassa, uma vez que a fração de hemicelulose será direcionada para a produção de biomassa celular e proteína, ao invés de ser desviada para a produção de etanol. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [011] No atual estado da técnica, estão presentes alguns documentos que descrevem processos de produção de biomassa a partir da utilização de frações celulósicas. Apesar disso, nenhuma das anterioridades encontradas antecipa completamente a proposta descrita por este pedido de patente.
[012] O documento de patente CA2755981, intitulado Method for producing ethanol and co-products from cellulosic biomass e presente no atual estado da técnica, descreve melhorias em processos de produção de etanol e de coprodutos derivados de biomassa celulósica, no que diz respeito a melhorias em pré-tratamentos da matéria-prima utilizada, por exemplo, na impregnação de ácidos e nos tratamentos à vapor.
[013] O pedido de patente WO2011097065, intitulado Method of producing sugars using a combination of acids to selectively hydrolyze hemicellulosic and cellulosic materials, também presente no atual estado da técnica, descreve um método para a produção de açúcares que utiliza uma combinação de ácidos para a hidrólise da hemicelulose e da celulose. Tal combinação de ácidos é composta por um ácido orgânico fraco, usado para hidrolisar de forma descontínua, semi-continua ou contínua a hemicelulose
Petição 870170074913, de 03/10/2017, pág. 6/19
4/7 disponibilizando assim suas pentoses; e de um ácido inorgânico forte, para disponibilizar a fração celulósica na biomassa.
[014] Também está presente no atual estado da técnica o pedido de patente BR8801894, intitulado Processo para a produção de um hidrolisado de hemicelulose e polpa especial que descreve processo para a produção de um hidrolisado de hemicelulose e polpa especial a partir de madeira, matéria-prima que contém lignocelulose, através de duas etapas: a primeira etapa compreende a pré-hidrólise do material e a segunda etapa compreende a dissolução da lignina contida no material pré-hidrolisado, caracterizado pelo fato de que a dissolução da lignina é realizada por meio de cozimento ao sulfito neutro com antraquinona ou um derivado como um catalisador.
[015] Apesar das anterioridades encontradas no atual estado da técnica descreverem processos de produção de produtos e coprodutos a partir de biomassa de hemicelulose ou celulose nenhuma delas antecipa totalmente a proposta do presente pedido de patente. Por mais que todas as propostas apresentadas tenham suas vantagens, todas acabam descrevendo pré-tratamentos e não a utilização a fração de hemicelulose do hidrolisado de bagaço de cana para a produção de produtos e coprodutos, como o presente pedido de patente, que descreve tal processo a partir da utilização de leveduras capazes de assimilar e metabolizar as pentoses das hemiceluloses para produção de biomassa celular.
OBJETIVO DA INVENÇÃO [016] A presente invenção tem como objetivo produzir biomassa de leveduras e coprodutos a partir da utilização do hidrolisado da fração de hemicelulose do bagaço de cana.
DA INVENÇÃO [017] O presente pedido de patente de invenção descreve o processo de produção de biomassa de leveduras e coprodutos que utiliza como fonte proteica a fração de hemicelulose do hidrolisado de bagaço de cana conferindo, dessa maneira, uma nova utilização para essa fração, que, em geral, acaba não sendo utilizada para a produção de etanol de segunda geração, por ela apresentar baixas concentrações de açúcares, possuir inibidores como o acetato e requerer o consumo de vapor para concentrar o
Petição 870170074913, de 03/10/2017, pág. 7/19
5/7 caldo e linhagens de leveduras geneticamente modificadas ou selecionadas para fermentação de pentoses.
VANTAGENS DA INVENÇÃO [018] Em suma, a presente invenção apresenta como principais vantagens:
V O processo utilizar o caldo do hidrolisado diretamente após correção de seu pH e clarificação;
V O processo dispensar a necessidade de caldo concentrado;
V O processo dispensar a utilização enzimas;
V O processo utilizar resíduos e/ou efluentes provenientes do processo de produção de etanol, o que reduz o impacto ambiental;
V O processo dispensar a detoxificação do hidrolisado;
V O processo apresentar menor risco de contaminação bacteriana;
V Durante o processamento as leveduras utilizadas transformarem outros compostos, como o acetato, em biomassa celular;
V O processo não requerer o uso de leveduras geneticamente modificadas;
V O vinho resultante da multiplicação das leveduras apresentar pH superior a 6,0;
V O hidrolisado da hemicelulose possibilitar a produção de biomassa celular, enquanto que o hidrolisado da celulose pode ser misturado e fermentado junto com o melaço ou caldo, dessa maneira, aproveitando a estrutura da usina e os reciclos fermentativos.
DESCRIÇÃO DA FIGURA [019] A invenção será descrita em uma realização preferencial, assim, para melhor entendimento serão feitas referências ao fluxograma e à figura anexa.
V Figura 1: Fluxograma do processo para produção de biomassa de leveduras e coprodutos obtidos a partir de substratos hemicelulósicos;
V Figura 2: Consumo de acetato pelas leveduras e sua influência sobre o pH do vinho do hidrolisado.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [020] O PROCESSO INTEGRADO À PRODUÇÃO DE ETANOL CELULÓSICO, LIGNINA E SEUS DERIVADOS PARA PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE LEVEDURAS E COPRODUTOS OBTIDOS A PARTIR DE SUBSTRATOS HEMICELULÓSICOS
Petição 870170074913, de 03/10/2017, pág. 8/19
6/7 (Fig.1) se dá através das seguintes etapas: inicialmente a biomassa vegetal (ex: bagaço e/ou palha de cana ) (1) é tratado (E1) com flegmaça (2) e ácido sulfúrico diluído (3), originando o hidrolisado (4) que é então aquecido (E2) por 30 minutos à 120°C e, em seguida, resfriado (E3) a temperatura ambiente e tem seu pH ajustado (E4) para 5, utilizando-se parte da vinhaça (5) recirculada do processo de fermentação convencional e leite de cal. Após o ajuste do pH, o hidrolisado (6) é peneirado/filtrado (E5) e origina um “mosto” de xilose (7) e um residual de bagaço (8), contendo celulose e lignina. Este mosto (7) é então decantado (E6), passando por um processo de separação de terra, é resfriado e enviado ao propagador (E7), juntamente com o inoculo da levedura (9) a ser produzida (E8), na forma de batelada e/ou continuamente. Finalizado o processo de multiplicação da levedura (E8), a mistura mosto+levedura (10) é centrifugada (E9), originando o creme/levedo (11) e “vinhaça” residual (12). Uma parte da “vinhaça” residual é enviada ao campo, para fertirrigação (E10) e a outra parte reutilizada no processo de hidrólise (E11) do bagaço residual (8), contendo celulose e lignina, e seguem a rota convencional do etanol celulólico (13). Uma pequena parte do creme/levedo (11) é reenviado ao propagador/multiplicador (E7), servindo como inóculo para um novo processo de multiplicação. O restante pode ser utilizado na produção de levedura seca (E12), em processos que podem ser diretos (E15) ou por separação de RNA (E16), na produção de extrato de levedura (E13) e de parede celular (E14). Em todos os casos, os materiais obtidos desses processos são enviados a um processo de secagem (E17) e então ensaque (E18).
[021] A partir do processo de produção anteriormente descrito, tem-se que, partir de 01 tonelada de bagaço e/ou palha de cana (1), com 50% de umidade, ou seja, 500 kg de massa seca, obtém-se aproximadamente 52,85 kg de biomassa seca. Nesta massa seca, 27,5% de sua composição é de hemicelulose, a qual ao passar por um processo de hidrólise, com eficiência de 80%, incorporará moléculas de água e gerará 113 kg de Xilose. A taxa de conversão de xilose em biomassa celular seca é, em média, de 3:1, gerando assim 38,6 kg de biomassa seca. Além disso, produz-se 30g de ácido acético por kg de bagaço seco. A conversão de ácido acético em biomassa celular, pela via do glioxalato possui razão entre 1:1 e 2:1, com eficiência de 95%, gerando 14,25 kg de
Petição 870170074913, de 03/10/2017, pág. 9/19
7/7 biomassa seca. Logo, o total gerado, em 01 tonelada de bagaço é de, aproximadamente, 52,85 kg de biomassa seca.
[022] Os resultados obtidos a partir da utilização das leveduras Candida utilis, também conhecida por Torula, e Candida tropicalis, demonstraram que elas foram capazes de assimilar e metabolizar as pentoses para produção de biomassa celular e proteínas de alto valor nutritivo, pois foram capazes de se multiplicar no hidrolisado, aumentando a turbidez do meio e a densidade óptica (D.O.) medida a 600nm. Contagens realizadas ao microscópio revelaram populações finais de 5x107 a 2,3x108/mL, enquanto que, para a biomassa seca foram obtidas concentrações que variaram de 15,5 a 22,0 g/L após 72 horas de multiplicação, como pode ser observado na tabela a seguir. Em relação ao consumo de xilose as leveduras apresentaram as seguintes taxas: 99,85% (levedura C), 66,70% (levedura D), 41,66% (levedura B) e 30,67% (levedura A).
[023] Multiplicação das leveduras utilizando o hidrolisado do bagaço de cana
| Leveduras | D.O. inicial | D.O. final | D.O. obtida | População final (células/mL) | Biomassa seca (g/L) |
| A | 0,194 | 2,523 | 2,329 | 2.3 x 108 | 22,0 |
| B | 0,184 | 2,097 | 1,913 | 5.4 x IO7 | 20,0 |
| C | 0,284 | 2,700 | 2.416 | 1.5 xlO8 | 15,5 |
| D | 0,183 | 2,301 | 2,118 | 6,0 x IO7 | 18,5 |
[024] Outro resultado importante, revelou que as leveduras foram capazes de metabolizar o ácido acético. O que pôde ser comprovado pelo aumento do pH do meio, pela redução da concentração de acetado no meio e, pelos rendimentos em biomassa celular acima do esperado de algumas das leveduras. Estes resultados sobre a produção adicional de biomassa, consumo de acetato e elevação do pH pelas leveduras estão diretamente relacionados com a habilidade de algumas espécies em transformar diferentes substratos em biomassa celular. Tal resultado encontra-se apresentado no gráfico da figura 2.
Claims (4)
- REIVINDICAÇÕES1) PROCESSO INTEGRADO À PRODUÇÃO DE ETANOL CELULÓSICO, LIGNINA E SEUS DERIVADOS PARA PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE LEVEDURAS E COPRODUTOS OBTIDOS A PARTIR DE SUBSTRATOS HEMICELULÓSICOS caracterizado pela utilização das leveduras Candida utilis, e Candida tropicalis.
- 2) PROCESSO INTEGRADO À PRODUÇÃO DE ETANOL CELULÓSICO, LIGNINA E SEUS DERIVADOS PARA PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE LEVEDURAS E COPRODUTOS OBTIDOS A PARTIR DE SUBSTRATOS HEMICELULÓSICOS, de acordo com a reivindicação 1, ser caracterizado por compreender as seguintes etapas de execução: o bagaço e/ou palha de cana (1) ser tratado (E1) com flegmaça (2) e ácido sulfúrico diluído (3), originar o hidrolisado (4) que é aquecido (E2) e, em seguida, resfriado (E3), ter seu pH ajustado (E4) utilizando-se vinhaça (5) recirculada e leite de cal; após ajuste do pH, o hidrolisado (6) é peneirado/filtrado (E5) originando “mosto” de xilose (7) e residual de bagaço (8); o mosto (7) é decantado e resfriado (E6) e, então, adicionado (E7) ao propagador, juntamente com o inoculo da levedura (9) a ser produzida (E8); após a multiplicação da levedura (E8), a mistura mosto+levedura (10) é centrifugada (E9), originando o creme/levedo (11) e “vinhaça” residual (12), da qual uma parte é utilizada em fertirrigação (E10) e a outra parte reutilizada no processo de hidrólise (E11) do bagaço residual (8), o qual segue à rota convencional do etanol celulósico (13); uma parte do creme/levedo (11) é reenviado ao propagador/multiplicador (E7), para ser utilizado como inóculo em um novo processo de multiplicação; o restante pode ser utilizado na produção de levedura seca (E12), em processos diretos (E15) ou por separação de RNA (E16), na produção de extrato de levedura (E13) e de parede celular (E14); em todos os casos, os materiais obtidos desses processos (E12, E13 e E14) são secos (E17) e embalados (E18).
- 3) PROCESSO INTEGRADO À PRODUÇÃO DE ETANOL CELULÓSICO, LIGNINA E SEUS DERIVADOS PARA PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE LEVEDURAS E COPRODUTOS OBTIDOS A PARTIR DE SUBSTRATOS HEMICELULÓSICOS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, ser caracterizado pelo creme/levedo (11) obtido no processo poder ser reutilizado como inóculo para um novo processo de multiplicação, na produção de levedura seca (E12), em processos quePetição 870170074913, de 03/10/2017, pág. 11/192/2 podem ser diretos (E15) ou por separação de RNA (E16), na produção de extrato de levedura (E13), ou ainda, na de parede celular (E14).
- 4) PROCESSO INTEGRADO À PRODUÇÃO DE ETANOL CELULÓSICO, LIGNINA E SEUS DERIVADOS PARA PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE LEVEDURAS E COPRODUTOS OBTIDOS A PARTIR DE SUBSTRATOS HEMICELULÓSICOS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, o processo seja caracterizado por resultar em, para cada tonelada de bagaço e/ou palha de cana-de-açúcar (1) processada, 52,85 kg de biomassa seca, provenientes da conversão de xilose e da conversão de ácido acético.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BR102017021257-2A BR102017021257A2 (pt) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | Processo integrado à produção de etanol celulósico, lignina e seus derivados para produção de biomassa de leveduras e coprodutos obtidos a partir de substratos hemicelulósicos |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BR102017021257-2A BR102017021257A2 (pt) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | Processo integrado à produção de etanol celulósico, lignina e seus derivados para produção de biomassa de leveduras e coprodutos obtidos a partir de substratos hemicelulósicos |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR102017021257A2 true BR102017021257A2 (pt) | 2019-04-24 |
Family
ID=67251589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BR102017021257-2A BR102017021257A2 (pt) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | Processo integrado à produção de etanol celulósico, lignina e seus derivados para produção de biomassa de leveduras e coprodutos obtidos a partir de substratos hemicelulósicos |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BR102017021257A2 (pt) |
-
2017
- 2017-10-03 BR BR102017021257-2A patent/BR102017021257A2/pt unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nguyen et al. | CELF pretreatment of corn stover boosts ethanol titers and yields from high solids SSF with low enzyme loadings | |
| He et al. | Lignocellulosic butanol production from Napier grass using semi-simultaneous saccharification fermentation | |
| Palmqvist et al. | Fermentation of lignocellulosic hydrolysates. I: inhibition and detoxification | |
| Guragain et al. | Comparison of some new pretreatment methods for second generation bioethanol production from wheat straw and water hyacinth | |
| Zhang et al. | Ethanol production from high dry matter corncob using fed-batch simultaneous saccharification and fermentation after combined pretreatment | |
| Zhu et al. | Simultaneous saccharification and co-fermentation of aqueous ammonia pretreated corn stover with an engineered Saccharomyces cerevisiae SyBE005 | |
| BRPI0814755B1 (pt) | Process for the production of alcohol and glucose from a lignocellulose prime matter | |
| BRPI0612207A2 (pt) | método para a produção de etanol | |
| BR112015021239B1 (pt) | Método para propagar um organismo que pode converter um ou mais monossacarídeos em um produto bioquímico | |
| Yu et al. | Ethanol fermentation of acid-hydrolyzed cellulosic pyrolysate with Saccharomyces cerevisiae | |
| Smichi et al. | Ethanol production from halophyte Juncus maritimus using freezing and thawing biomass pretreatment | |
| Jafari et al. | Efficient bioconversion of whole sweet sorghum plant to acetone, butanol, and ethanol improved by acetone delignification | |
| JP5711873B2 (ja) | セルロース系原料の同時糖化発酵法 | |
| Chang et al. | Comparison of batch and fed-batch fermentations using corncob hydrolysate for bioethanol production | |
| Mathew et al. | Dilute acid pre-treatment of oilseed rape straw for bioethanol production | |
| Long et al. | Conversion of soy molasses, soy solubles, and dried soybean carbohydrates into ethanol | |
| Geddes et al. | Combining treatments to improve the fermentation of sugarcane bagasse hydrolysates by ethanologenic Escherichia coli LY180 | |
| Romero-García et al. | Ethanol production from olive stones using different process strategies | |
| US9611492B2 (en) | Use of vinasse in the process of saccharification of lignocellulosic biomass | |
| BR112021012936A2 (pt) | Método de tratamento de uma biomassa lignocelulósica | |
| BR112013026401B1 (pt) | Processo para a produção de etanol a partir de uma biomassa celulósica ou lignocelulósica | |
| KR101504197B1 (ko) | 목질계 바이오매스로부터 바이오에탄올을 제조하는 방법 | |
| Ishola et al. | Effect of high solids loading on bacterial contamination in lignocellulosic ethanol production | |
| BR102017021257A2 (pt) | Processo integrado à produção de etanol celulósico, lignina e seus derivados para produção de biomassa de leveduras e coprodutos obtidos a partir de substratos hemicelulósicos | |
| Zhu et al. | Comparative detoxification of vacuum evaporation/steam stripping combined with overliming on corn stover prehydrolyzate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B03H | Publication of an application: rectification [chapter 3.8 patent gazette] |
Free format text: REF. AO CODIGO 3.1 PUBLICADO NA RPI2520 DE 24/04/2019, EM RELACAO AO INID (72) INVENTOR, CONSIDEREM-SE OS DADOS ATUAIS. |
|
| B07A | Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] |