BR112020008677A2 - processo para a produção de açúcares a partir da biomassa derivada de plantas guaiúle - Google Patents

Abstract

Trata-se do processo para a produção de açúcares a partir da biomassa derivada de plantas guaiúle que compreende: submeter a dita biomassa a um pré-tratamento biológico na presença de pelo menos um fungo ligninolítico que obtém uma fase líquida que compreende açúcares e um primeiro resíduo sólido: submeter o dito primeiro resíduo sólido à hidrólise na presença de pelo menos um ácido inorgânico diluído que obtém um primeiro hidrolisato que compreende açúcares e um segundo resíduo sólido; submeter o dito segundo resíduo sólido à hidrólise enzimática que obtém um segundo hidrolisato que compreende açúcares e um terceiro resíduo sólido. Os açúcares assim obtidos podem ser vantajosamente usados como fontes de carbono em processos de fermentação para produzir álcoois (por exemplo, etanol, butanol), lipídios, dióis (por exemplo, 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 2,3-butanodiol) ou em processos de síntese química para produzir outros intermediários ou produtos químicos (por exemplo, furfural). Os ditos álcoois e lipídios podem ser vantajosamente usados, por sua vez, na produção de biocombustíveis (por exemplo, biodiesel ou diesel verde), que podem ser usados como tais ou misturados com outros combustíveis para transporte, enquanto os ditos dióis podem ser usados na produção de produtos como biobutadieno que pode, por sua vez, ser usado para fabricar borrachas (por exemplo, polibutadieno ou copolímeros do mesmo). Os ditos usos são particularmente importantes no caso de uma biorrefinaria.

Description

“PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE AÇÚCARES A PARTIR DA BIOMASSA DERIVADA DE PLANTAS GUAIÚLE” DESCRIÇÃO

[0001] A presente invenção se refere à um processo para a produção de açúcares a partir da biomassa derivada de plantas guaiúle.

[0002] Mais particularmente, a presente invenção se refere à um processo para a produção de açúcares a partir da biomassa derivada de plantas guaiúle que compreende: submeter a dita biomassa a um pré-tratamento biológico na presença de pelo menos um fungo ligninolítico que obtém uma fase líquida que compreende açúcares e um primeiro resíduo sólido; submeter o dito primeiro resíduo sólido à hidrólise na presença de pelo menos um ácido inorgânico diluído que obtém um primeiro hidrolisato que compreende açúcares e um segundo resíduo sólido; submeter o dito segundo resíduo sólido à hidrólise enzimática que obtém um segundo hidrolisato que compreende açúcares e um terceiro resíduo sólido.

[0003] Os açúcares assim obtidos podem ser vantajosamente usados como fontes de carbono em processos de fermentação para produzir álcoois (por exemplo, etanol, butanol) lipídios, dióis (por exemplo, 1,3-propanodiol, 1,3- butanodiol, 1,4-butanodiol, 2,3-butanodiol) ou em processos de síntese química para produzir outros intermediários ou produtos químicos (por exemplo, furfural). Os ditos álcoois e lipídios podem ser vantajosamente usados, por sua vez, na produção de biocombustíveis (por exemplo, biodiesel ou “diesel verde”), que podem ser usados como tais ou misturados com outros combustíveis para transporte, enquanto os ditos dióis podem ser usados na produção de produtos como biobutadieno que pode, por sua vez, ser usado para fabricar borrachas (por exemplo, polibutadieno ou copolímeros do mesmo). Os ditos usos são particularmente importantes no caso de uma biorrefinaria. A borracha natural é um polímero de hidrocarboneto (cis-1,4-poli-isopreno) contido em centenas de espécies de planta na forma de uma emulsão aquosa normalmente indicada pelo termo látex. A principal fonte de borracha natural é Hevea brasiliensis, uma árvore nativa da Amazônia e a América do Sul continuou sendo a principal fonte das quantidades limitadas de látex necessárias ao longo de todo o século XIX. Atualmente, devido a parasitas e doenças, as plantações americanas foram quase completamente abandonadas e a produção de borracha natural está quase completamente concentrada no sudeste da Ásia.

[0004] Para superar as desvantagens da produção que está cada vez mais exposta a doenças e ataques de parasitas, ao longo do século XX, vários métodos foram desenvolvidos para a produção de borrachas sintéticas, culminando na revelação de catalisadores Ziegler-Natta que permitem que o isopropeno seja polimerizado com níveis muito altos de estereosseletividade e regiosseletividade, obtendo um cis- 1,4-poli-isopreno sintético quase indistinguível daquele de origem vegetal. No entanto, a borracha natural nunca foi completamente substituída devido ao fato de que algumas de suas propriedades, principalmente mecânicas, são, de fato um resultado de seu teor de pequenas quantidades de lipídios e proteínas associadas à mesma. Por conseguinte, na produção de borracha total de 2013 (27,5 ml), 12 Mt (43 %) de borracha natural ainda são incluídos.

[0005] Porém, a produção de borracha de Hevea brasiliensis implica alguns problemas de natureza técnica e ética. De fato, ainda é possível que as mesmas doenças e os mesmos parasitas que destruíram as plantações americanas também afetam aqueles do sudeste da Ásia. Além disso, a colheita do látex exige mão-de-obra extensiva e só é rentável devido ao fato de que sua mão-de-obra é paga com salários extremamente baixos. Por essas razões, as fontes alternativas de borracha natural estão sendo investigadas. Dentre esses, guaiúle (Parthenium argentatum) é certamente um dos mais promissores.

[0006] Guaiúle (Parthenium argentatump é um arbusto perene que se origina das regiões semidesérticas do sudoeste dos Estados Unidos (particularmente, Texas) e do norte do México. Essa planta acumula borracha natural, compreendendo principalmente o elastômero cis-1l,4-poli-isopreno, na forma de látex (uma dispersão leitosa ou suspensão em água) especialmente na casca dos galhos e do caule. O teor de borracha natural pode depender de vários fatores ambientais, de cultivo e preservação e varia, portanto, de 5 % a 20 % do peso total da planta seca.

[0007] A extração de borracha natural das plantas guaiúle, como a partir de outras plantas que pertencem ao gênero de Asteraceae, Euphorbiaceae, Campanulaceae, Labiatae e Moraceae, como, por exemplo, Euphorbia lathyris, Parthenium incanum, Chrysothamnus nauseosus, Pedilanthus macrocarpus, Cryptostegia grandiflora, Asclepias syriaca, Asclepias speciosa, Asclepias subulata, Solidago aitissima, Solidago gramnifolia, Solidago rigida, Sonchus arvensis,

Silphium spp., Cacalia atriplicifolia, Taraxacum koksaghvyz, Pycnanthemum incanum, Teucreum canadense, Campanula americana (indicado resumidamente pelo termo "tipo guaiúle”), representa uma alternativa importante à extração de borracha natural de Hevea brasiliensis, considerando especialmente a maior resistência dessas espécies aos agentes patogênicos que atacam Hevea, os menores custos de importação da matéria-prima da planta e, em virtude do menor teor, em borrachas extraída dessas plantas em comparação àquelas derivadas de Hevea, de vários contaminantes proteicos responsáveis pelas alergias ao látex tipo I (ou mediados por IgE).

[0008] No entanto, a produção de borracha natural de guaiúle só é rentável se todas as outras frações que constituem a planta também forem exploradas: principalmente a resina (presente em quantidades comparáveis àquelas da borracha) e a fração lignocelulósica, bem como pequenas quantidades de ceras e óleos essenciais. Em particular, após a extração da borracha e da resina, amplamente descritas na literatura de patente e científica, o resíduo lignocelulósico (bagaço), que compreende lignina e polissacarídeos, deve ser submetido ao processo de sacarificação que consiste em uma hidrólise de polissacarídeos [que são, assim, transformados em açúcares de 5 átomos de carbono (C5) e açúcares de 6 átomos de carbono (C6) dissolvidos no hidrolisato obtido] isso deixa um resíduo sólido que contém lignina. Os açúcares assim obtidos podem, então, ser usados para alimentar processos de produção de intermediários orgânicos por fermentação, enquanto a lignina pode ser explorada como combustível ou de outras maneiras.

[0009] Dentre os processos de sacarificação descritos na técnica anterior, são preferenciais aqueles que permitem a obtenção da hidrólise tão completa quanto possível da hemicelulose e uma concentração tão alta quanto possível de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), ao mesmo tempo que minimiza a formação de oligômeros e a formação de subprodutos de reação derivados da desidratação dos açúcares e da despolimerização parcial de lignina como, por exemplo, furfural (F), hidroximetilfurfural (HMF), compostos de fenol, que atuam como inibidores do crescimento dos microrganismos geralmente usados nos processos subsequentes de fermentação de açúcar, determinando uma redução substancial na eficiência e produtividade dos ditos processos.

Dentre os processos capazes de alcançar esses resultados, aqueles que preveem um pré-tratamento do resíduo lignocelulósico (bagaço) à alta temperatura Ou com substâncias químicas agressivas (por exemplo, com ácidos ou bases), embora seja eficaz, podem causar problemas devido à corrosão das plantas, à degradação de açúcar excessiva, à disposição de substâncias tóxicas ou residuais (por exemplo, sais), etc.

Como uma alternativa aos ditos tratamentos ou com a finalidade de reduzir a agressividade dos mesmos, os pré-tratamento do resíduo lignocelulósico (bagaço) embora os métodos biológicos como, por exemplo, tratamentos que preveem o uso de fungos capazes de degradar seletivamente a lignina, possam ser considerados como uma alternativa válida devido às condições de reação suaves, à simplicidade das soluções tecnológicas e à ausência de produção de substâncias tóxicas a serem eliminadas.

[0010] Por exemplo, pedido de patente US 2016/0304830 se refere a um método para aprimorar o rendimento da borracha natural a partir de material vegetal (por exemplo, material vegetal derivado da planta guaiúle) por meio do tratamento de uma solução aquosa ou uma suspensão (pasta fluida) que compreende uma material vegetal, em que a dita material vegetal compreende borracha natural, com um fungo termofílico, isto é, Thermomyces lanuginosus. O dito pedido de patente também se refere a um método para a sacarificação de biomassa de lignocelulose que compreende as seguintes etapas: a) fornecer uma suspensão ou solução aquosa (pasta fluida) que compreende material vegetal lignocelulósico; b) inocular a dita suspensão ou solução aquosa (pasta fluida) com uma quantidade eficaz de Thermomyces lanuginosus ou um ou mais derivados do mesmo; c) incubar a dita suspensão ou solução aquosa (pasta fluida) com uma quantidade eficaz de Thermomyces lanuginosus ou um ou mais derivados do mesmo; d) recuperar os açúcares fermentáveis obtidos da dita suspensão ou solução aquosa (pasta fluida) após a etapa de incubação. Os açúcares obtidos após a incubação são principalmente açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5), como xilose (42,62 %) e arabinose (5 &%), enquanto os açúcares monoméricos com 6 átomos (C6) são obtidos em pequenas quantidades (glicose 5,91 %).

[0011] Também são conhecidos pré-tratamentos de biomassa lignocelulósica com fungos ligninolíticos que induzem a denominada podridão branca conhecida como “fungos de podridão branca” (WRF). De fato, os ditos fungos, diferente dos fungos de “podridão parda” menos seletivos, são capazes de hidrolisar seletivamente a lignina e, portanto, tornar os polissacarídeos contidos na biomassa mais acessíveis e mais disponíveis para hidrólise subsequente, do tipo químico/térmico ou do tipo enzimático e, portanto, aprimorar a produção final de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6).

[0012] Por exemplo, Taniguchi M. et al., no seguinte artigo: “Evaluation of pretreatment with Pleurotus Ostreatus for enzymatic hydrolysis of rice straw', publicado em “Journal of Bioscience and Bioengineering” (2005), Vol. 100, Edição 6, pág. 637-643, descreve o pré-tratamento de palha de arroz com os fungos de podridão branca (WRF) Pleurotus Ostreatus antes de submeter o mesmo à hidrólise enzimática. O dito pré-tratamento levou a uma degradação de lignina, após 60 dias de incubação, igual a 41 %. No entanto, no final do dito pré-tratamento, a produção de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) ou de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) não foi destacada.

[0013] Ma F. et al., no seguinte artigo: “Combination of biological pretreatment with mild acid pretreatment for enzymatic hydrolysis and ethanol, production from water hyacinth”, publicado em "“Bioresource Technology” "(2010), Vol. 101, pág. 9600-9604, descreve um processo para aprimorar a hidrólise enzimática e a produção de etanol da biomassa obtida a partir de jacinto de água (com um teor de lignina particularmente baixo igual a cerca de 2,8 %). Para esse propósito, a dita biomassa foi pré-tratada com os fungos de podridão branca (WRF) Echinodontium taxodii e, após 10 dias, foi tratada com ácido sulfúrico diluído (0,25 8% v/v de solução): o resíduo obtido foi submetido à hidrólise enzimática obtendo açúcares que foram subsequentemente usados na fermentação da levedura Saccharomyces cerevisiae para produzir etanol. A combinação do pré-tratamento com os fungos de podridão branca (WRF) Echinodontium taxodii e ácido sulfúrico diluído tem um efeito sinérgico e permite que o rendimento de açúcares seja aumentado 1,13-2,11 vezes em relação ao rendimento de açúcares obtidos com o pré- tratamento com ácido sulfúrico diluído sozinho. O mesmo é válido para a produção de etanol subsequente que mostra um rendimento aumentado 1,34 vezes maior que o rendimento de etanol obtido com o pré-tratamento com ácido sulfúrico diluído sozinho.

[0014] Isikhuemhen O. S. et al., no seguinte artigo: “Biodegradation and Sugar Release from Canola Plant Biomass by Selected White Rot Fungi", publicado em “Advances in Biological Chemistry” "(2014), Vol. 4, pág. 395-406, descreve o uso de seis fungos de podridão branca (WRF) diferentes para pré-tratar a planta de canola. Foi observado que os açúcares monoméricos, incluindo glicose, são liberados nos meios de cultura, juntamente com os exopolissacarídeos: a quantidade de açúcares monoméricos obtidos foi em média 2 9g - 3 g por 100 gq de biomassa.

[0015] O pedido de patente internacional WO 2016/062753 no nome do Requerente, se refere a um processo integrado para a transformação e exploração de cada parte da planta guaiúle, compreendendo as seguintes etapas na sequência: - separar o caule das folhas da dita planta com um tratamento mecânico; - tratar as folhas para produzir ceras e óleos essenciais, e uma fração que compreende celulose, hemicelulose e, em menor grau, sais, compostos orgânicos e lignina; - extrair a partir do caule e dos galhos uma fase líquida formando, assim, um primeiro resíduo lenhoso sólido, indicado como bagaço; —- tratar o dito primeiro resíduo lenhoso sólido para formar açúcares, celulose, hemicelulose e lignina.

[0016] O processo integrado mencionado anteriormente é conhecido por sua capacidade de explorar adicionalmente a planta guaiúle pela adição à produção de látex, borracha, resina e bagaço, também a produção de açúcares fermentáveis: a dita exploração é particularmente importante no caso de as biorrefinarias projetadas produzirem intermediários orgânicos diferentes de etanol, por exemplo, para produzir 1,3-butanodiol que pode ser transformado, após sua desidratação catalítica dupla, em biobutadieno. A produção de açúcares fermentáveis é executada através de um processo de sacarificação em dois estágios: no primeiro estágio, hidrólise de ácido é executada para transformar a lignina em açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5), enquanto, no segundo estágio, a hidrólise enzimática, química Ou termoquímica é executada, com a finalidade de obter açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6). Nenhuma referência é feita a quaisquer pré-tratamentos biológicos da biomassa derivada de plantas guaiúle.

[0017] Uma biorrefinaria baseada na exploração de todos os componentes obteníveis a partir da planta guaiúle será mais sustentável quanto mais possível for para transformar a biomassa lignocelulósica residual obtida após a extração dos componentes principais, isto é, látex, resina e borracha (isto é, o bagaço) em açúcares monoméricos com cinco átomos de carbono (C5) ou em açúcares monoméricos com seis átomos de carbono (C6) (isto é, açúcares de segunda geração).

[0018] Sabe-se que, embora o uso de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) para produzir compostos orgânicos (por exemplo, etanol) não constitua um problema, o mesmo não pode ser dito no caso de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5). A razão pode ser encontrada no fato de que os açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) são metabolicamente menos eficazes que OS açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) visto que permitem vias catabólicas que são particularmente diferentes. Os açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), como glicose, são catabolizados de acordo com a via glicolítica, enquanto os açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5), como xilose, entram no metabolismo celular de acordo com via de fosfato pentose e somente subsequentemente se juntam à parte final da via glicolítica, a dita diferença na via catabólica leva ao consumo de açúcares monoméricos com átomos de carbono (C5), por muitos microrganismos, com cinéticas claramente mais lentas que aquelas observadas no consumo de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6). Os microrganismos ainda existem e são usados na indústria microbiológica, os quais não são capazes de usar açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5).

[0019] Portanto, em geral, as misturas de açúcares obtidos em muitos processos de hidrólise de biomassa que compreendem tanto açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) quanto açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5), não constituem uma alimentação adequada para muitas fermentações, exceto para a fermentação alcoólica tradicional executada na presença de cepas de Saccharomyces cerevisiae, apropriada e geneticamente modificadas, com a finalidade de produzir etanol e que são notoriamente muito tolerantes em relação à qualidade de alimentação.

[0020] Portanto, a produção de hidrolisatos com um teor prevalente de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) constitui um problema, em particular, no caso de biorrefinarias projetadas para produzir intermediários orgânicos diferentes de etanol, por exemplo, para produzir 1,3-butanodiol que pode ser transformado, após sua desidratação catalítica dupla, em biobutadieno.

[0021] O Requerente, portanto, decidiu solucionar o problema de aumentar a quantidade de açúcares obtidos a partir do tratamento de biomassa derivada de plantas qguaiúle, em particular, a quantidade de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), com a finalidade de produzir intermediários orgânicos diferentes de etanol.

[0022] O Requerente constatou agora que a quantidade de açúcares obtidos a partir do tratamento de biomassa derivada de plantas guaiúle, em particular, a quantidade de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), pode ser aumentada submetendo-se a biomassa derivada de plantas guaiúle a um pré-tratamento na presença de pelo menos um fungo ligninolítico que obtém uma fase líquida que compreende açúcares e um primeiro resíduo sólido; submetendo-se o dito primeiro resíduo sólido à hidrólise na presença de pelo menos um ácido inorgânico diluído que obtém um primeiro hidrolisato que compreende açúcares e um segundo resíduo sólido; submetendo-se o dito segundo resíduo sólido à hidrólise enzimática que obtém um segundo hidrolisato que compreende açúcares e um terceiro resíduo sólido. Os açúcares assim obtidos podem ser vantajosamente usados como fontes de carbono em processos de fermentação para produzir álcoois (por exemplo, etanol, butanol), lipídios, dióis (por exemplo, 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 2,3-butanodiol) ou em processos de síntese química para produzir outros intermediários ou produtos químicos (por exemplo, furfural). Os ditos álcoois e lipídios podem ser vantajosamente usados, por sua vez, na produção de biocombustíveis (por exemplo, biodiesel ou “diesel verde”), que podem ser usados como tais ou misturados com outros combustíveis para transporte, enquanto os ditos dióis podem ser usados na produção de produtos como biobutadieno que pode, por sua vez, ser usado para fabricar borrachas (por exemplo, polibutadieno ou copolímeros do mesmo). Os ditos usos são particularmente importantes no caso de uma biorrefinaria.

[0023] Várias vantagens são obtidas através do processo de acordo com a presente invenção como, por exemplo: - pré-tratamento biológico com pelo menos um fungo ligninolítico, em particular, com um fungo selecionado a partir dos fungos de podridão branca (WRF), permite que os açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) sejam liberados no meio de cultura, principalmente glicose, obtido a partir da transformação metabólica executada pelo dito fungo ligninolítico de alguns componentes de biomassa diretamente em açúcares monoméricos solúveis, em particular, a glicose pode ser obtida em quantidades iguais a 28 g9g/100g de bagaço (como indicado nos seguintes exemplos);

- o tratamento de hidrólise do primeiro resíduo sólido com pelo menos um ácido inorgânico diluído, em particular, com ácido sulfúrico diluído, permite que a hidrólise quase quantitativa da hemicelulose contida na biomassa seja obtida, produzindo principalmente açúcares monoméricos com átomos de carbono (C5), mais particularmente, o dito rendimento quantitativo é obtido com uso de metade da quantidade de ácido inorgânico diluído, em relação ao caso em que o pré-tratamento biológico da biomassa não é executado; - a hidrólise enzimática do segundo resíduo sólido permite que a celulose ainda contida seja hidrolisada, obtendo prevalentemente açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C8), em particular, glicose, em que o dito rendimento é maior que o caso em que o pré-tratamento biológico da biomassa não é executado; - o dito processo permite que um rendimento de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) seja obtido de cerca de 50 g/100 g de bagaço (peso seco), em que o dito rendimento é claramente maior que aquele obtido sem o pré- tratamento biológico do bagaço igual a 22 g/100 g de bagaço (peso seco) (como indicado nos seguintes exemplos).

[0024] Portanto, a presente invenção se refere a um processo para a produção de açúcares a partir da biomassa derivada de plantas guaiúle que compreende: - "submeter a dita biomassa a um pré-tratamento biológico na presença de pelo menos um fungo ligninolítico que obtém uma fase líquida que compreende açúcares e um primeiro resíduo sólido;

- submeter o dito primeiro resíduo sólido à hidrólise na presença de pelo menos um ácido inorgânico diluído que obtém um primeiro hidrolisato que compreende açúcares e um segundo resíduo sólido; - submeter o dito segundo resíduo sólido à hidrólise enzimática que obtém um segundo hidrolisato que compreende açúcares e um terceiro resíduo sólido.

[0025] Com o propósito da presente descrição e das reivindicações a seguir, as definições das faixas numéricas sempre incluem os extremos a menos que seja especificado de outro modo.

[0026] Com o propósito da presente descrição e das reivindicações a seguir, o termo “que compreende” também inclui os termos “que consiste essencialmente em” ou “que consiste em“. Com o propósito da presente descrição e das seguintes reivindicações, “planta guaiúle” geralmente significa tanto espécies de Parthenium argentatum quanto plantas do tipo guaiúle das espécies listadas acima.

[0027] Com o propósito da presente descrição e das seguintes reivindicações, o termo “açúcares monoméricos com átomos de carbono (C5)” significa açúcares de pentose ou, mais simplesmente, pentoses, que são monossacarídeos que compreendem cinco átomos de carbono que têm fórmula química CsHi0Os. Do mesmo modo, com a finalidade da presente descrição e das seguintes reivindicações, o termo “açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6)” significa açúcares de hexose ou, mais simplesmente, hexoses, que são monossacarídeos que compreendem seis átomos de carbono que têm a fórmula química Cçe«H1i2O6.

[0028] Com o propósito da presente descrição e das seguintes reivindicações, o termo “biomassa derivada de plantas guaiúle” significa qualquer forma (por exemplo, a planta toda, partes da planta, incluindo raízes, galhos e/ou caules, folhas, qualquer casca, fragmentos de planta obtidos por corte, moagem, etc., briquetes e péletes obtidos compactando-se os fragmentos de planta) em que a planta guaiúle é usada com a finalidade de obter, por meio de métodos químicos e/ou físicos, látex, borracha, resina, bagaço, açúcares e os outros componentes presentes na própria planta.

[0029] Com o propósito da presente descrição e das seguintes reivindicações, o termo “bagaço” significa a porção residual de material vegetal derivado dos processos de extração aos quais as plantas guaiúle podem ser submetidas. O bagaço também pode incluir algumas quantidades de material não vegetal, por exemplo, solo, areia, etc.) tipicamente associadas às raízes das plantas e derivadas da terra de cultivo.

[0030] Com o propósito da presente descrição e das seguintes reivindicações, o termo “micela” significa uma solução, uma suspensão ou uma emulsão que consiste em látex, borracha e/ou resina, água e/ou solventes orgânicos em que o processo de extração é executado, obtido após a separação do bagaço.

[0031] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, a dita biomassa derivada de plantas guaiúle é o bagaço derivado dos processos de extração aos quais as ditas plantas guaiúle são submetidas.

[0032] Os processos de extração aos quais as plantas guaiúle podem ser submetidas com a finalidade de obter o bagaço são conhecidos no estado da técnica. Com o propósito da presente invenção, de preferência, o dito bagaço pode ser obtido por meio do processo descrito no pedido de patente internacional WO 2016/062753 no nome do Requerente, relatado acima, incorporado ao presente documento para propósitos de referência.

[0033] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o dito pelo menos um fungo ligninolítico pode ser selecionado, por exemplo, a partir dos fungos de podridão branca (WRF) pertencentes às cepas Pleurotus ostreatus, Formitiporia mediterranea.

[0034] De acordo com uma modalidade particularmente preferencial da presente invenção, o dito fungo ligninolítico pode ser selecionado, por exemplo, a partir de: Pleurotus ostreatus MUCL 29420, Formitiporia mediterranea MUCL 45670, obtido a partir de BCCM (BE) Belgian Coordinated Collection of Microorganism, Agro-food & Environmental fungal collection MUCL.

[0035] Com o propósito da presente invenção, um inóculo é preparado com o dito fungo ligninolítico, de acordo com os processos conhecidos no estado da técnica, na presença de meios de cultura que compreendem glicose e vários nutrientes como, por exemplo, nitrogênio, fosfato de potássio, magnésio, sais, vitaminas, alterando gradualmente para meios de cultura cada vez mais mínimos (isto é, contendo uma concentração cada vez mais menor de macronutrientes que podem ser prontamente assimilados pelo fungo ligninolítico como, por exemplo, carbono, nitrogênio, fósforo), passando de uma subcultura para a próxima. Subsequentemente, uma alíquota (5 ml) da cultura assim obtida é transferida, operando sob condições estéreis, para um frasco de 500 ml que contém 100 g de grãos de trigo mole, que é mantido, sob agitação, até o micélio fúngico ter coberto toda a massa dos grãos de trigo. O frasco é, então, colocado sob um gabinete de fluxo laminar, com a finalidade de secar a massa obtida, que é, então, finamente moída obtendo uma farinha de trigo contaminada com fungos e usada para o pré-tratamento da biomassa (como indicado nos seguintes exemplos). De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o dito pré- tratamento biológico pode ser executado a uma temperatura que varia de 20 “*C a 40 ºC, de preferência, que varia de 23 ºca35 ºC.

[0036] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o dito pré-tratamento biológico pode ser executado por um tempo que varia de 5 dias a 25 dias, de preferência que varia de 10 dias a 20 dias.

[0037] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o dito pré-tratamento biológico pode ser executado em um pH que varia de 4,5 a 7, de preferência, que varia de 5 a 6,7.

[0038] A partir do pré-tratamento biológico da dita biomassa, uma suspensão é obtida compreendendo uma fase sólida (isto é, primeiro resíduo sólido) e uma fase aquosa (isto é, fase líquida que compreende os açúcares). A dita suspensão é submetida à filtração ou centrifugação com a finalidade de obter uma fase sólida, isto é, um primeiro resíduo sólido que compreende lignina, celulose e células do fungo ligninolítico (micélio) e uma fase aquosa, isto é, fase líquida que compreende açúcares.

[0039] Deve ser notado que os açúcares contidos na dita fase líquida, em particular, açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), mais particularmente, glicose, derivam da atividade metabólica dos fungos ligninolíticos.

[0040] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o dito ácido inorgânico diluído pode ser selecionado, por exemplo, a partir de ácido sulfúrico, ácido fosfórico ou misturas dos mesmos. De preferência, o dito ácido inorgânico diluído é ácido sulfúrico diluído, ainda com mais preferência, é uma solução aquosa de ácido sulfúrico de 2,5 % em peso, de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, a dita hidrólise na presença de pelo menos um ácido inorgânico diluído pode ser executada por um tempo que varia de 30 minutos a 120 minutos, de preferência, que varia de 45 minutos a 90 minutos.

[0041] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, a dita hidrólise na presença de pelo menos um ácido inorgânico diluído pode ser executada a uma temperatura que varia de 110 ºC a 160 ºC, de preferência, que varia de 110 ºC a 130 “ºC.

[0042] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, a dita hidrólise na presença de pelo menos um ácido inorgânico diluído pode ser executada em um pH que varia de 0,05 a 2, de preferência, que varia de 0,08 a 1,0.

[0043] A partir da hidrólise do dito primeiro resíduo sólido, uma mistura é obtida compreendendo uma fase sólida (isto é, um segundo resíduo sólido) e uma fase aquosa (isto é, um primeiro hidrolisato). A dita mistura é submetida à filtração ou centrifugação com a finalidade de obter uma fase sólida, isto é, um segundo resíduo sólido que compreende lignina e celulose e uma fase aquosa, isto é, um primeiro hidrolisato prevalentemente compreendendo açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5).

[0044] Deve ser notado que os açúcares contidos no dito primeiro hidrolisato, em particular, açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5), mais particularmente, xilose, derivam da hidrólise da hemicelulose contida no dito primeiro resíduo sólido.

[0045] A hidrólise enzimática do dito segundo resíduo sólido que compreende lignina e celulose, pode ser executada de acordo com as técnicas conhecidas no estado da técnica como descrito, por exemplo, nas patentes US 5.628.830, US

5.916.780 e US 6.090.595, com uso de enzimas comerciais como, por exemplo, Cellicê CTec2 por Novozymes Bioenergy, Celluclast 1.5L (Novozymes), Econase CE (Rohm Enzymes), Spezyme (Genecor), Novozym 188 (Novozymes), usadas individualmente ou misturadas em conjunto. A partir da hidrólise enzimática do dito segundo resíduo sólido, uma mistura é obtida compreendendo uma fase sólida (isto é, um terceiro resíduo sólido) e uma fase aquosa (isto é, um segundo hidrolisato). A dita mistura é submetida à filtração ou centrifugação com a finalidade de obter uma fase sólida, isto é, um terceiro resíduo sólido que compreende lignina e celulose e uma fase aquosa, isto é, um segundo hidrolisato compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), em particular, glicose, derivada da hidrólise de celulose.

[0046] Os açúcares assim obtidos podem ser vantajosamente usados como fontes de carbono em processos de fermentação para produzir álcoois (por exemplo, etanol, butanol) lipídios, dióis (por exemplo, 1,3-propanodiol, 1,3-

butanodiol, 1,4-butanodiol, 2,3-butanodiol) ou em processos de síntese química para produzir outros intermediários ou produtos químicos (por exemplo, furfural). Os ditos álcoois e lipídios podem ser vantajosamente usados, por sua vez, na produção de biocombustíveis (por exemplo, biodiesel ou “diesel verde”), que podem ser usados como tais ou misturados com outros combustíveis para transporte, enquanto os ditos dióis podem ser usados na produção de produtos como biobutadieno que pode, por sua vez, ser usado para fabricar borrachas (por exemplo, polibutadieno ou copolímeros do mesmo). Os ditos usos são particularmente importantes no caso de uma biorrefinaria. A lignina pode ser explorada como um combustível ou para preparar materiais compósitos (por exemplo, após ser finamente moída, a lignina pode ser dispersada em polímero sintéticos apropriados, como, por exemplo, polietileno, poliestireno) ou como biocargas (por exemplo, após ser finamente moída, a lignina pode ser dispersada em compostos de borracha).

[0047] As quantidades de açúcares obtidos após hidrólise podem ser determinadas por meio de técnicas conhecidas no estado da técnica como, por exemplo, cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) ou cromatografia de troca iônica.

[0048] A presente invenção será agora ilustrada em mais detalhes através de uma modalidade com referência à Figura 1 descrita abaixo.

[0049] A Figura 1 descreve uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção. Para esse propósito, a partir da planta guaiúle (1), os galhos, os caules e as folhas (100 são separados, por exemplo, por um tratamento mecânico. Os galhos, os caules e as folhas (100) são submetidos à extração, por exemplo, na presença de uma solução aquosa básica (não mostrada na Figura 1) que obtém uma primeira micela a partir da qual o látex (101) é extraído e um primeiro bagaço sem látex (não mostrado na Figura 1). O dito primeiro bagaço sem látex é submetido à extração, por exemplo, na presença de um sistema de solvente polar (não mostrado na Figura 1) que obtém uma segunda micela a partir da qual a resina (103) é extraída e um segundo bagaço sem látex e sem resina (não mostrada na Figura 1). O dito segundo bagaço sem látex e sem resina é submetido à extração, por exemplo, na presença de um sistema de solvente não polar (não mostrado na Figura 1) que obtém uma terceira micela a partir da qual a borracha (102) é extraída e um terceiro bagaço sem látex, sem resina e sem borracha (110). O bagaço (110) é submetido a um pré-tratamento biológico na presença de pelo menos um fungo ligninolítico selecionado a partir dos fungos de podridão branca (WRF) pertencentes às cepas Pleurotus ostreatus ou Formitiporia mediterranea, que obtêm uma fase líquida (111) que compreende açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), em particular, glicose e um primeiro resíduo sólido (120). O dito primeiro resíduo sólido (120) é submetido à hidrólise na presença de pelo menos um ácido inorgânico diluído (por exemplo, na presença de ácido sulfúrico diluído) que obtém um primeiro hidrolisato (121) compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e um segundo resíduo sólido (130). O dito segundo resíduo sólido (130) é submetido à hidrólise enzimática que obtém um segundo hidrolisato (131) compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), em particular, glicose e um terceiro resíduo sólido (140) (indicado como lignina na Figura 1). A lignina (140) pode ser convenientemente usada para preparar materiais compósitos ou biocargas (400). Os hidrolisatos que compreendem açúcares monoméricos (111), (121) e (131), podem ser usados na preparação, através da fermentação, de bioprodutos (300), (como, por exemplo, biobutanodióis) ou biocombustíveis (como, por exemplo, óleos microbianos ou etanol) (300) ou na preparação, através da síntese química, de produtos químicos (200) (como, por exemplo, furfural).

[0050] Mais detalhes na obtenção dos ditos vários tipos de bagaço, como para obter látex, resina, borracha, óleos essenciais, a partir das plantas guaiúle, podem ser encontrados, por exemplo, no pedido de patente internacional WO 2016/062753 no nome do Requerente mencionado acima, Ou no pedido de patente italiano IT2015000082659 no nome do Requerente, incorporado no presente documento . para propósitos de referência.

[0051] O bagaço derivado de plantas guaiúle usadas nos seguintes exemplos continha: 18 8% em peso de celulose (glucano), 11,6 6% em peso de xilano, 5,5% em peso de arabinana, 1,5 % em peso de galactano e 31 % em peso de lignina, em relação ao peso total (peso seco) do bagaço. A composição do bagaço derivado de plantas guaiúle foi determinada de acordo com método padrão internacional definido por NREL, EUA (A. Sluiter et al., NREL/TP-510-42618, revisado em julho de 2011 “Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass").

[0052] Com o propósito de compreender a presente invenção melhor e para colocar a mesma em prática, abaixo estão alguns exemplos ilustrativos e não limitantes da mesma.

EXEMPLO 1 (comparativo) Hidrólise enzimática de bagaço derivado de plantas guaiúle

[0053] 200 gq de bagaço derivado de plantas guaiúle (Parthenium argentatum), foram lavados com água, Secos no forno a 60 ºC, por uma noite, e moídos (diâmetro de partícula <2mm).

[0054] Subsequentemente, em um frasco de 500 ml, uma suspensão a 10 % em peso em água do bagaço anteriormente mencionado em relação ao peso total da suspensão foi preparada, à qual a mescla de enzimas Cellic& CTec2 (Novozymes Bioenergy) foi adicionada, na quantidade de 10 &% em peso em relação ao bagaço carregado (peso seco) e 100 ml de uma solução de estoque a 50 mM do tampão de citrato com pH 5: todo o conteúdo foi deixado, sob agitação, (150 rpm), a 50 ºC, por 72 horas, obtendo uma mistura que compreende um resíduo sólido que compreende lignina e celulose e um hidrolisato que compreende açúcares com 6 átomos de carbono (C6). Após deixar todo o conteúdo resfriar à temperatura ambiente (25 ºC), o dito resíduo sólido que compreende lignina e celulose e o dito hidrolisato que compreende açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C8) foram separados por filtração.

[0055] O dito hidrolisato que compreende açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (CB), após a concentração por evaporação a vácuo (4 MPa (40 mbar), 40 *C), conteve 2,05 g de glicose/100 gq de bagaço (peso seco) carregado.

[0056] O teor de açúcar foi determinado através da cromatografia de troca iônica (HPAE-PAD), com uso de um sistema de cromatografia de Dionex, equipado com uma coluna Carbopac PA 100, com um gradiente de hidróxido de sódio e acetato de sódio como contraíon. EXEMPLO 2 (invenção) Pré-tratamento biológico com Pleurotus ostreatus de bagaço derivado de plantas guaiúle

[0057] 200 gq de bagaço derivado de plantas guaiúle (Parthenium argentatum), foram lavados com água, Secos no forno a 60 ºC, por uma noite, e moídos (diâmetro de partícula <2mm).

[0058] 20 g (peso seco) do bagaço anteriormente mencionado, 1 g/l de nitrato de amônio (NHaNO3), 1 g/l1 de extrato de levedura e 400 ml de uma solução de estoque a 0,1 M de tampão de fosfato com pH 5,5, foram carregados em um biorreator de vidro de 500 ml, hermeticamente fechado, com duas entradas para amostrar e suprir os gases. A mistura obtida foi esterilizada em uma autoclave a 121 ºC, por 10 minutos. Após a esterilização, 1 g de inóculo de Pleurotus ostreatus (farinha de trigo contaminada com fungos, contendo cerca de 10º CFU/g) foi adicionado: a suspensão obtida foi mantida, sob agitação (250 rpm), à temperatura ambiente (25 ºC), por 18 dias. Durante tal período, o oxigênio puro foi descarregado no biorreator (1 ml/min) por cerca de 60 - 90 minutos, a cada 2-3 dias e as amostras foram tomadas em diferentes dias após a inoculação: O, 4, 9, 14 e 18, respectivamente. Cada teste foi executado três vezes.

[0059] Observou-se que oS açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), incluindo principalmente glicose, se acumularam gradualmente no meio de cultura (fase líquida) de acordo com uma cinética em formato de sino. O valor de acúmulo de glicose máximo, que corresponde a 14 dias de cultura, foi 28 g de glicose/100 g de bagaço (peso seco)

carregado. O teor de açúcar foi determinado como descrito no Exemplo 1.

[0060] O primeiro resíduo sólido que compreende lignina, celulose e células do fungo ligninolítico (micélio) Pleurotus ostreatus obtido, foi separado da suspensão por filtração, e foi submetido à análise através do método padrão internacional definido por NREL especificado acima. As ditas análises confirmaram que a quantidade de celulose contida no resíduo sólido obtido foi apenas um pouco menor que aquela contida no bagaço (2 % de redução) carregado durante o pré- tratamento biológico: considerando que a quantidade de glicose obtida é maior que aquela teoricamente obtida a partir da celulose contida na biomassa inicial (consulte o Exemplo 1), pode-se concluir que a glicose contida no meio de cultura se originou da atividade metabólica do fungo ligninolítico Pleurotus ostreatus. EXEMPLO 3 (invenção) Pré-tratamento biológico com Fomitiporia mediterranea de bagaço derivado de plantas guaiúle

[0061] 200 gq de bagaço derivado de plantas guaiúle (Parthensum argentatum), foram lavados com água, Secos no forno a 60 ºC, por uma noite, e moídos (diâmetro de partícula <2mm).

[0062] 20 g (peso seco) do bagaço anteriormente mencionado derivado de plantas guaiúle, 1 g/l de (NHaNO3), 1 g/l de extrato de levedura, e 400 ml de uma solução de estoque a 0,1 M de tampão de fosfato com pH 5,5, foram carregados em um biorreator de vidro de 500 ml, hermeticamente fechado, com duas entradas para amostrar e suprir os gases. A mistura obtida foi esterilizada em uma autoclave a 121 ºC, por 10 minutos. Após a esterilização, 1 g de inóculo de Fomitipona mediterranea (farinha de trigo contaminada com fungos, contendo cerca de 10º CFU/g) foi adicionado: a suspensão obtida foi mantida, sob agitação (250 rpm), à temperatura ambiente (25 ºC), por 18 dias. Durante tal período, o oxigênio puro foi descarregado no biorreator (1 ml/min) por cerca de 60 - 90 minutos, a cada 2-3 dias e as amostras foram tomadas em diferentes dias após a inoculação: O, 4, 9, 14 e 18, respectivamente. Cada teste foi executado três vezes.

[0063] Observou-se que os açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), incluindo glicose, se acumularam gradualmente no meio de cultura (fase líquida) de acordo com uma cinética em formato de sino. O valor de acúmulo de glicose máximo, que corresponde a 14 dias de cultura, foi 14 gq de glicose/100 g de bagaço (peso seco) carregado. O teor de açúcar foi determinado como descrito no Exemplo 1.

[0064] O primeiro resíduo sólido que compreende lignina, celulose e células do fungo ligninolítico (micélio Fomitiporia mediterranea obtido, foi separado da suspensão por filtração, e foi submetido à análise através do método padrão internacional definido por NREL especificado acima. As ditas análises confirmaram que a quantidade de celulose contida no resíduo sólido obtido foi apenas um pouco menor que aquela contida no bagaço (1,5 % de redução) carregado durante o pré-tratamento biológico. Pode-se concluir que a glicose contida no meio de cultura se originou da atividade metabólica do fungo ligninolítico Fomitiporia mediterranea. EXEMPLO 4 (comparativo) Hidrólise enzimática do primeiro resíduo sólido obtido após pré-tratamento biológico com Pleurotus ostreatus de bagaço derivado de plantas guaiúle

[0065] O primeiro resíduo sólido obtido após o pré- tratamento biológico com Pleurotus ostreatus (Exemplo 2) foi lavado com água, seco no forno a 60 ºC, por uma noite, e, por fim, submetido à hidrólise enzimática.

[0066] Subsequentemente, em um frasco de 500 ml, uma suspensão a 5 % em peso em água do dito primeiro resíduo sólido em relação ao peso total da suspensão foi preparada, à qual a mescla de enzima Cellic6 CTec2 (Novozymes Bioenergy) foi adicionada, na quantidade de 10 % em peso em relação ao primeiro resíduo sólido (peso seco) carregado e 100 ml de uma solução de estoque a 50 mM do tampão de citrato com pH 5: todo o conteúdo foi deixado, sob agitação, (150 rpm), a 50 ºC, por 72 horas, obtendo uma mistura que compreende um resíduo sólido que compreende lignina e celulose e um hidrolisato que compreende açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6). Após deixar todo o conteúdo resfriar à temperatura ambiente (25 ºC), o dito resíduo sólido que compreende lignina e celulose e o dito hidrolisato que compreende açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) foram separados por filtração.

[0067] O dito hidrolisato que compreende açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), após a concentração por evaporação a vácuo (4 MPa (40 mbar), 40 *C), conteve 2,8 gq de glicose/100 gq de bagaço (peso seco) carregado. Portanto, o resultado sugere que a atividade ligninolítica do fungo Pleurotus ostreatus (Exemplo 2) levou apenas a uma ruptura parcial do bagaço carregado cuja acessibilidade é aumentada em relação ao bagaço com tal (Exemplo 1), mas que ainda permanece incompleta. EXEMPLO 5 (comparativo) Hidrólise enzimática do primeiro resíduo sólido obtido após pré-tratamento biológico com Fomitiporia mediterranea de bagaço derivado de plantas guaiúle

[0068] O primeiro resíduo sólido obtido após o pré- tratamento biológico com Fomitiporia mediterranea (Exemplo 3) foi lavado com água, seco no forno a 60 ºC, por uma noite, e, por fim, submetido à hidrólise enzimática.

[0069] Subsequentemente, em um frasco de 500 ml, uma suspensão a 5 % em peso em água do dito primeiro resíduo sólido em relação ao peso total da suspensão foi preparada, à qual a mescla de enzima Cellic&6 CTec2 (Novozymes Bioenergy) foi adicionada, na quantidade de 10 % em peso em relação ao primeiro resíduo sólido (peso seco) carregado e 100 ml de uma solução de estoque a 50 mM do tampão de citrato com pH 5: todo o conteúdo foi deixado, sob agitação, (150 rpm), a 50 ºC, por 72 horas, obtendo uma mistura que compreende um resíduo sólido que compreende lignina e celulose e um hidrolisato que compreende açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6). Após deixar todo o conteúdo resfriar à temperatura ambiente (25 ºC), o dito resíduo sólido que compreende lignina e celulose e o dito hidrolisato que compreende açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) foram separados por filtração.

[0070] O dito hidrolisato que compreende açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), após a concentração por evaporação a vácuo (4 MPa (40 mbar), 40 “C), conteve 3,0 gq de glicose/100 g de bagaço (peso seco) carregado. Portanto, o resultado sugere que a atividade ligninolítica do fungo Fomitiporia mediterranea (Exemplo 3) levou apenas a uma ruptura parcial do bagaço carregado cuja acessibilidade é aumentada em relação ao bagaço com tal (Exemplo 1), mas que ainda permanece incompleta. EXEMPLO 6 (comparativo) Hidrólise com ácido sulfúrico diluído (5 % em peso de solução aquosa) de bagaço derivado

[0071] 200 g de bagaço derivado de plantas guaiúle (Parthenium argentatum), foram lavados com água, Secos no forno a 60 ºC, por uma noite, e moídos (diâmetro de partícula <2mm).

[0072] Subsequentemente, 2 9g do bagaço anteriormente mencionado e 20 ml de uma solução aquosa de ácido sulfúrico de 5 % em peso foram carregados em uma garrafa de vidro de 100 ml com uma vedação hermética, que obtém uma suspensão com um pH igual a 0,1: a garrafa foi colocada em uma autoclave, a 121 ºC, por 1 hora, obtendo uma mistura que compreende um resíduo sólido que compreende lignina e celulose e um hidrolisato compreendendo prevalentemente açúcares —monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e quantidades menores de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6). Após deixar todo o conteúdo resfriar à temperatura ambiente (25 ºC), o dito resíduo sólido que compreende lignina e celulose e o dito hidrolisato compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e quantidades menores de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) foram separados por filtração.

[0073] O dito hidrolisato, compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e quantidades menores de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), após a concentração por evaporação a vácuo (4 MPa (40 mbar), 40 “*C), conteve 3,5 g de glicose/100 g de bagaço (peso seco) carregado e 8,2g de xilose/100 g de bagaço (peso seco) carregado. EXEMPLO 7 (invenção) Hidrólise com ácido sulfúrico diluído (solução aquosa a 2,5 % em peso) do primeiro resíduo sólido obtido após pré- tratamento biológico-com Pleurotus ostreatus de bagaço derivado de plantas guaiúle

[0074] O primeiro resíduo sólido obtido após o pré- tratamento biológico com Pleurotus ostreatus (Exemplo 2) foi lavado com água, seco no forno a 60 “ºC, por uma noite, e, por fim, submetido à hidrólise enzimática.

[0075] Subsequentemente, 2 9g do bagaço anteriormente mencionado e 20 ml de uma solução aquosa de ácido sulfúrico a 2,5 % em peso foram carregados em uma garrafa de vidro de 100 ml com uma vedação hermética, que obtém uma suspensão com um pH igual a 0,3: a garrafa foi colocada em uma autoclave, a 121 “ºC, por 1 hora, obtendo uma mistura que compreende um segundo resíduo sólido que compreende lignina e celulose e um primeiro hidrolisato compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e quantidades menores de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6). Após deixar todo o conteúdo resfriar à temperatura ambiente (25 ºC), o dito segundo resíduo sólido que compreende lignina e celulose e o dito primeiro hidrolisato compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e quantidades menores de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6 foram separados por filtração.

[0076] o dito primeiro hidrolisato, compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e quantidades menores de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), após a concentração por evaporação a vácuo (4 MPa (40 mbar), 40 “C), conteve 3,8 g de glicose/ 100 g de bagaço (peso seco) carregado e 6,4 g de xilose/100 g de bagaço (peso seco) carregado. Por conseguinte, rendimentos similares àqueles obtidos no Exemplo 6 (comparativo) foram obtidos, porém usando ácido sulfúrico mais diluído (solução aquosa a 2,5 % em peso em vez de 5 3% em peso). EXEMPLO 8 (comparativo) Hidrólise enzimática do resíduo sólido obtido do bagaço derivado de plantas guaiúle após hidrólise com ácido sulfúrico diluído (5 % em peso de solução aquosa)

[0077] O resíduo sólido obtido após hidrólise com uma solução aquosa de 5 % em peso de ácido sulfúrico (Exemplo 6) foi lavado com água, seco no forno a 60 ºC, por uma noite, e, por fim, submetido à hidrólise enzimática.

[0078] Subsequentemente, em um frasco de 500 ml, uma suspensão a 5 % em peso em água do dito resíduo sólido em relação ao peso total da suspensão foi preparada, à qual a mescla de enzima Cellic& CTec2 (Novozymes Bioenergy) foi adicionada, na quantidade de 10 % em peso em relação ao resíduo sólido (peso seco) carregado e 100 ml de uma solução de estoque a 50 mM do tampão de citrato com pH 5: todo o conteúdo foi deixado, sob agitação, (150 rpm), a 50 “C, por 72 horas, obtendo uma mistura que compreende um resíduo sólido que compreende lignina e celulose e um hidrolisato compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) e quantidades menores de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5). Após deixar todo o conteúdo resfriar à temperatura ambiente (25 ºC), o dito resíduo sólido que compreende lignina e celulose e o dito hidrolisato compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) e quantidades menores de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) foram separados por filtração.

[0079] O dito segundo hidrolisato que compreende açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e prevalentemente açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), após concentração por evaporação a vácuo (4 MPa (40 mbar), 40 ºC), conteve 6,0g de glicose/100g de bagaço (peso seco) carregado e 0,7 g de xilose/100 g de bagaço (peso seco) carregado. EXEMPLO 9 (invenção) Hidrólise enzimática do segundo resíduo sólido obtido do bagaço derivado de plantas guaiúle após pré-tratamento biológico com Pleurotus ostreatus e hidrólise com ácido sulfúrico diluído (solução aquosa a 2,5 % em peso)

[0080] O segundo resíduo sólido obtido após o tratamento com uma solução aquosa de ácido sulfúrico a 2,5 % em peso (Exemplo 7) foi lavado com água, seco no forno a 60 ºC, por uma noite, e, por fim, submetido à hidrólise enzimática.

[0081] Subsequentemente, em um frasco de 500 ml, uma suspensão a 5 % em peso em água do dito resíduo sólido em relação ao peso total da suspensão foi preparada, à qual a mescla de enzimas CeilicO CTec2 (Novozymes Bioenergy) foi adicionada, na quantidade de 10 % em peso em relação ao resíduo sólido (peso seco) carregado e 100 ml de uma solução de estoque a 50 mM do tampão de citrato com pH 5: todo o conteúdo foi deixado, sob agitação, (150 rpm), a 50 “C, por 72 horas, obtendo uma mistura que compreende um resíduo sólido que compreende lignina e celulose e um segundo hidrolisato compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) e quantidades menores de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5). Após deixar todo o conteúdo resfriar à temperatura ambiente (25 ºC), o dito terceiro resíduo sólido que compreende lignina e celulose e o dito segundo hidrolisato compreendendo prevalentemente açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) e quantidades menores de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) foram separados por filtração.

[0082] o dito segundo hidrolisato compreende prevalentemente açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) e quantidades menores de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5), após a concentração por evaporação a vácuo (4 MPa (40 mbar), 40 “C), conteve 6,4 g de glicose/ 100 g de bagaço (peso seco) carregado e 0,7 g de xilose/100 g de bagaço (peso seco) carregado. Por conseguinte, rendimentos similares àqueles obtidos no Exemplo 7 (comparativo) foram obtidos, porém usando ácido sulfúrico diluído (solução aquosa a 2,5 % em peso em vez de 5 8% em peso). A partir dos exemplos fornecidos acima, pode-se deduzir as quantidades de açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) e de açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6) obtidos ao operar de acordo com um processo de sacarificação de acordo com o objeto de processo da presente invenção (Exemplo 2, Exemplo 7 e Exemplo 9) com o pré-

tratamento biológico e de acordo com um tratamento de sacarificação de acordo com a técnica anterior (Exemplo 6 e Exemplo 8) sem o pré-tratamento biológico.

Como pode ser observado, se um pré-tratamento biológico na presença de pelo menos um fungo ligninolítico for inserido, o conjunto de açúcares monoméricos, que compreende tanto açúcares monoméricos com 5 átomos de carbono (C5) (por exemplo, xilose, arabinose, galactose) derivados da degradação de hemicelulose quanto os açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), em particular, glicose, derivados da degradação de celulose, ou diretamente produzidos pelo fungo ligninolítico, corresponde a 49,6 g/100 gq de bagaço (peso seco) carregado, dos quais 38,2 g/100 g de bagaço (peso seco) carregado compreende glicose.

No caso em que o pré-tratamento biológico não é executado, o conjunto de açúcares monoméricos, que compreende tanto açúcares monoméricos com átomos de carbono (C5) (por exemplo, xilose, arabinose, galactose) derivados da degradação de hemicelulose quanto açúcares monoméricos com 6 átomos de carbono (C6), em particular, glicose, corresponde a 22,6 g/100 g de bagaço (peso seco) carregado, dos quais 9,5 g/100 g de bagaço (peso seco) carregado compreende glicose.

Claims (6)

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para a produção de açúcares a partir da biomassa derivada de plantas guaiúle caracterizado por compreender: - submeter a dita biomassa a um pré-tratamento biológico na presença de pelo menos um fungo ligninolítico que obtém uma fase líquida que compreende açúcares e um primeiro resíduo sólido; - submeter o dito primeiro resíduo sólido à hidrólise na presença de pelo menos um ácido inorgânico diluído que obtém um primeiro hidrolisato que compreende açúcares e um segundo resíduo sólido; - suometer o dito segundo resíduo sólido à hidrólise enzimática que obtém um segundo hidrolisato que compreende açúcares e um terceiro resíduo sólido.

2. Processo para a produção de açúcares a partir da biomassa derivada de plantas guaiúle, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita biomassa derivada de plantas guaiúle é o bagaço resultante dos processos de extração aos quais as ditas plantas guaiúle são submetidas.

3. Processo para a produção de açúcares a partir da biomassa derivada de plantas guaiúle, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um fungo ligninolítico é selecionado a partir dos fungos de podridão branca (WRF) pertencentes às cepas Pleurotus ostreatus, Formitiporia mediterranea; de preferência, selecionados a partir de Pleurotus ostreatus MUCL 29420, Formitiporia mediterranea MUCL 45670.

4, Processo para a produção de açúcares a partir da biomassa derivada de plantas guaiúle, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito pré-tratamento biológico é executado: -a uma temperatura que varia de 20 ” C a 40 ºC, de preferência, que varia de 23 ºC a 35 ºC; e/ou - por um tempo que varia de 5 dias a 25 dias, de preferência, que varia de 10 dias a 20 dias; e/ou - a um pH que varia de 4,5 a 7, de preferência, que varia de a 6,7.

5. Processo para a produção de açúcares a partir da biomassa derivada de plantas guaiúle, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito ácido inorgânico diluído é selecionado a partir do ácido sulfúrico, ácido fosfórico ou misturas dos mesmos; de preferência, o dito ácido inorgânico diluído é ácido sulfúrico diluído, ainda com mais preferência é uma solução aquosa de ácido sulfúrico de 2,5 % em peso.

6. Processo para a produção de açúcares a partir da biomassa derivada de plantas guaiúle, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a dita hidrólise na presença de pelo menos um ácido inorgânico diluído é executada: - por um tempo que varia de 30 minutos a 120 minutos, de preferência, que varia de 45 minutos a 90 minutos; e/ou -a uma temperatura que varia de 110 ºC a 160 ºC, de preferência, que varia de 110 ºC a 130 ºC; e/ou - a un pH que varia de 0,05 a 2, de preferência, que varia de 0,08 a 1.