BRPI0802559A2 - pretreatment process and hydrolysis of lignocellulosic plant biomass, and product for the industrial production of alcohols - Google Patents

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BRPI0802559A2
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hydrolysis
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bagasse
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BRPI0802559-2A
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Sarita Candida Rabelo
Costa Aline Carvalho Da
Rubens Maciel Jr
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Unicamp
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Abstract

PROCESSO DE PRé-TRATAMENTO E HIDRóLISE DE BIOMASSA VEGETAL LIGNOCELULóSICA, E PRODUTO PARA A PRODUçãO INDUSTRIAL DE áLCOOIS. A presente invenção se refere a processos de pré-tratamento e hidrólise de biomassa vegetal. O produto obtido pelo referido processo é substancialmente útil como insumo na produção industrial de etanol e/ou outros álcoois. Em um aspecto preferencial, o processo da invenção proporciona um processo compreendendo as etapas de: a) Pré-tratamento da biomassa vegetal lignocelulósica com uma solução de peróxido de hidrogênio alcalino; e b) Hidrólise enzimática da biomassa pré-tratada utilizando misturas compreendendo celulases, <225>-glicosidases, hemicelulases, ou combinações das mesmas. Opcionalmente, o referido processo adicionalmente compreende uma etapa de fermentação dos carboidratos produzidos nas etapas anteriores, proporcionando a produção de etanol e/ou outros álcoois.PRE-TREATMENT AND HYDROOLYSIS PROCESS OF LIGNOCELLULOSTIC VEGETABLE BIOMASS, AND PRODUCT FOR INDUSTRIAL PRODUCTION OF ALCOHOLS. The present invention relates to pretreatment and hydrolysis processes of plant biomass. The product obtained by said process is substantially useful as an input in the industrial production of ethanol and / or other alcohols. In a preferred aspect, the process of the invention provides a process comprising the steps of: a) pre-treating the lignocellulosic plant biomass with an alkaline hydrogen peroxide solution; and b) Enzymatic hydrolysis of the pretreated biomass using mixtures comprising cellulases, β-glycosidases, hemicellulases, or combinations thereof. Optionally, said process further comprises a fermentation step of the carbohydrates produced in the previous steps, providing the production of ethanol and / or other alcohols.

Description

Relatório Descritivo de Patente de InvençãoPatent Invention Descriptive Report

Processo de pré-tratamento e hidrólise de Biomassa VegetalLignocelulósica, e Produto para a Produção Industrial de álcooisPretreatment and hydrolysis process of Lignocellulosic Plant Biomass, and Product for the Industrial Production of Alcohols

Campo da InvençãoField of the Invention

A presente invenção se refere à processos de pré-tratamento e hidrólisede biomassa vegetal, bem como aos produtos assim obtidos. Maisespecificamente, o processo da invenção compreende etapas de pré-tratamento de biomassa vegetal lignocelulósica, na qual se utiliza peróxido dehidrogênio alcalino, seguido de hidrólise da biomassa pré-tratada efermentação do caldo obtido por este processo.The present invention relates to pretreatment and hydrolysis processes of plant biomass, as well as the products thus obtained. More specifically, the process of the invention comprises pretreatment steps of lignocellulosic plant biomass, in which alkaline hydrogen peroxide is used, followed by hydrolysis of the pretreated biomass and fermentation of the broth obtained by this process.

O processo de pré-tratamento da invenção proporciona uma redução dacristalinidade da celulose, facilitando assim a hidrólise posterior com o aumentodo rendimento de glicose. O presente trabalho proporciona condições brandasde temperatura e pressão, além de ausência de ácidos. Esta invenção propiciauma menor degradação de açúcares do que em processos ácidos, de formaque este processo apresente grande potencial comercial. Preferencialmente, abiomassa vegetal é bagaço e/ou palha de cana-de-açúcar e o produtofermentado é o etanol.The pretreatment process of the invention provides a reduction in cellulose crystallinity, thereby facilitating further hydrolysis with increased glucose yield. The present work provides mild conditions of temperature and pressure, and absence of acids. This invention provides less sugar degradation than in acidic processes, so this process has great commercial potential. Preferably, the vegetable biomass is sugarcane bagasse and / or straw and the fermented product is ethanol.

Fundamentos da InvençãoBackground of the Invention

A possibilidade de produzir etanol a partir de materiais lignocelulósicostem recebido bastante atenção devido à elevada disponibilidade destesmateriais, sobretudo em território nacional, e também ao fato da rota deobtenção do etanol ser considerada "verde", quando comparada àquelaempregada na produção de combustíveis derivados do petróleo, como agasolina.The possibility of producing ethanol from lignocellulosic materials has received much attention due to the high availability of these materials, especially in the national territory, and also to the fact that the ethanol-obtaining route is considered "green" when compared to that employed in the production of petroleum-derived fuels, as agasoline.

A celulose é um polímero linear de D-glicose composta por ligaçõesglicosídicas p-1,4, com unidades repetidas de celobiose, formando um materialde elevada cristalinidade insolúvel em água. O grau de polimerização situa-sena faixa de 7500-15000 moléculas de glicose presentes na cadeia celulósica.A celulose encontra-se organizada em fibras com diâmetro de 2,0-4,0nm. Estas fibras encontram-se associadas por ligações de hidrogênio e de vander Waals, formando uma estrutura molecular rígida (micro-fibrilas), comdiâmetros de 10 a 30 nm. A fração cristalina constitui entre 50 e 90% dacelulose. Nesta fração, os capilares são pequenos, o que dificultasobremaneira a penetração da matriz por enzimas (tamanho médio de 5 nm).Assim sendo, processos de hidrólise enzimática demandam um tratamentoprévio (pré-tratamento) da biomassa lignocelulósica, visando "abrir" a matrizcelulósica à ação das enzimas. As regiões de baixa cristalinidade (amorfas)existentes nas micro-fibrilas são susceptíveis à ação enzimática, dispensandopré-tratamento da biomassa.Cellulose is a linear D-glucose polymer composed of p-1,4 glycosidic bonds with repeated units of cellobiose, forming a water-insoluble high crystallinity material. The degree of polymerization is in the range of 7500-15000 glucose molecules present in the cellulosic chain. Cellulose is organized into fibers with a diameter of 2.0-4.0nm. These fibers are joined by hydrogen and vander Waals bonds, forming a rigid molecular structure (microfibrils) with diameters from 10 to 30 nm. The crystalline fraction constitutes between 50 and 90% of cellulose. In this fraction, the capillaries are small, which makes it difficult for enzymes to penetrate the matrix (average size 5 nm). Therefore, enzymatic hydrolysis processes require a preliminary treatment (pretreatment) of the lignocellulosic biomass, aiming to "open" the cellulosic matrix. to the action of enzymes. The regions of low crystallinity (amorphous) in the microfibrils are susceptible to enzymatic action, without pretreatment of biomass.

Diferentemente da celulose, as hemiceluloses são polímerosheterogêneos ramificados de diferentes carboidratos unidos através dediferentes ligações químicas. Vários substituintes, por exemplo, grupos acetilae ácidos urônicos, encontram-se associados à cadeia principal ou às suasrespectivas ramificações, em estruturas de grau de polimerização variandoentre 20 e 300. As hemiceluloses não apresentam o grau de cristalinidade nema estrutura microfibrilar orientada da celulose, de modo que não exerceminfluência efetiva sobre as propriedades estruturais do tecido vegetal. Destemodo, apresentam maior susceptibilidade à hidrólise ácida e enzimática, bemcomo maior solubilidade em soluções aquoso-alcalinas. Geralmente, utiliza-seo termo holocelulose para se referir à fração sacarídica total (celulose ehemiceluloses) do tecido vegetal livre de extrativos.Unlike cellulose, hemicelluloses are branched polymeric heterogeneous from different carbohydrates joined by different chemical bonds. Several substituents, for example, uronic acid acetyl groups and groups, are associated with the main chain or its branches in polymerization structures ranging from 20 to 300. Hemicelluloses do not show the degree of crystallinity in a microfibrillary oriented cellulose structure. so that it does not exert effective influence on the structural properties of plant tissue. Thus, they are more susceptible to acid and enzymatic hydrolysis, as well as higher solubility in aqueous-alkaline solutions. Generally, the term holocellulose is used to refer to the total saccharide fraction (cellulose ehemicelluloses) of the extractives-free plant tissue.

As hemiceluloses encontram-se associadas à fração fenólica (lignina)através de ligações covalentes e à celulose via ligações de hidrogênio. Suacomposição varia conforme o material lignocelulósico. Madeiras moles("softwoods") tais como o Pinus radiata, contêm maiores teores de glico-mananas, enquanto as madeiras duras ("hardwoods"), como a bétula,apresentam maior teor de glico-xilanas. As hemiceluloses do bagaço de cana-de-açúcar são predominantemente constituídas de xilanas, embora tambémapresentem quantidades menores de glico-xilanas e arabino-xilanas.Juntamente com a celulose, a lignina é um dos mais abundantespolímeros orgânicos do reino vegetal. Usualmente, a lignina é vista como"cimento" ou "substância incrustante" do tecido vegetal, contribuindosignificativamente para a resistência mecânica do mesmo. Por outro lado,enquanto uma quantidade relativamente grande de microrganismos é capaz dedecompor e converter a celulose e as hemiceluloses, apenas um número muitoreduzido possui a capacidade de decompor efetivamente a lignina, o quejustifica a elevada resistência das plantas à deterioração.Hemicelluloses are associated to the phenolic fraction (lignin) through covalent bonds and to cellulose via hydrogen bonds. Its composition varies by lignocellulosic material. Softwoods such as Pinus radiata contain higher glycane levels, while hardwoods such as birch have a higher glycoxyl content. The sugarcane bagasse hemicelluloses are predominantly made up of xylans, although they also have smaller amounts of glycoxylans and arabinoxylans. Along with cellulose, lignin is one of the most abundant organic polymers in the plant kingdom. Usually, lignin is seen as a "cement" or "fouling substance" in plant tissue, significantly contributing to its mechanical strength. On the other hand, while a relatively large number of microorganisms are capable of decomposing and converting cellulose and hemicelluloses, only a very small number has the ability to effectively decompose lignin, which justifies the high resistance of plants to deterioration.

A lignina é um polímero amorfo tridimensional complexo, de alto peso molecular, geralmente associado com a celulose e hemiceluloses através deligações éter e carbono-carbono. Sua estrutura química "in natura" é fortementearomática, de natureza fenólica, composta de unidades de fenil-propanoassociadas a grupos metoxila, hidroxilas fenólicas e alifáticas.Lignin is a complex, high molecular weight three-dimensional amorphous polymer, generally associated with cellulose and hemicelluloses through ether and carbon-carbon deletions. Its "in natura" chemical structure is strongly aromatic, phenolic in nature, composed of phenyl propane units associated with methoxyl groups, phenolic and aliphatic hydroxyls.

Devido à associação da celulose com as hemiceluloses e a lignina, oacesso dos diversos agentes químicos (e.g. ácidos e álcalis) e bioquímicos(e.g. enzimas, microrganismos) utilizados nos processos de hidrólise eprodução de etanol a partir de biomassas lignocelulósicas por via fermentativatorna-se bastante restrito.Due to the association of cellulose with hemicelluloses and lignin, the access of various chemical (eg acids and alkalis) and biochemical (eg enzymes, microorganisms) agents used in hydrolysis processes and ethanol production from fermentative lignocellulosic biomass becomes quite restricted.

Evidencia-se, portanto, a necessidade de se realizar um tratamento prévio (pré-tratamento) da biomassa lignocelulósica, visando removercomponentes não-celulósicos, predominantemente lignina, e eventualmenteparte da hemicelulose, de modo a favorecer a acessibilidade das enzimas àcelulose.Therefore, there is a need for pre-treatment (pre-treatment) of lignocellulosic biomass, aiming to remove non-cellulosic components, predominantly lignin, and eventually part of hemicellulose, in order to favor the accessibility of enzymes to cellulose.

Muitas pesquisas vêm sendo feitas sobre pré-tratamento de materiaislignocelulósicos para facilitar a sua hidrólise com posterior fermentação dosaçúcares obtidos. Uma boa parte deles, no entanto, exige equipamentos carose o processo desenvolvido acaba gerando produtos inibitórios que afetam aetapa de fermentação. O pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino jáfoi estudado por alguns autores, no entanto não foi estabelecida a influênciadas variáveis de processo no rendimento em glicose. Além disso, não sedeterminou as condições e nem a viabilidade do processo quando o bagaço éusado da forma como está disponível nas usinas, sem ser moído ou peneirado.O processo de pré-tratamento por nós proposto apresenta altos rendimentosem glicose, alta remoção de hemicelulose e lignina, além de não haver anecessidade de peneirar ou moer previamente o bagaço. Outros fatoresimportantes no processo proposto são os baixos tempos e temperaturas dereação, o que minimiza custos do processo, além da utilização de reagentesbrandos que não geram resíduos tóxicos após o pré-tratamento, minimizandoassim problemas ambientais, minimizando a inibição na etapa de fermentaçãoe a degradação de açúcares.Much research has been done on pretreatment of lignocellulosic materials to facilitate their hydrolysis with subsequent fermentation of sugars obtained. A good part of them, however, require carose equipment. The developed process ends up generating inhibitory products that affect the fermentation stage. Pretreatment with alkaline hydrogen peroxide has been studied by some authors, however the influence of process variables on glucose yield has not been established. In addition, it has not determined the conditions or the viability of the process when the bagasse is used as it is available in the mills without being milled or sieved. The pre-treatment process we have proposed has high glucose yields, high hemicellulose removal and lignin, and there is no need to sift or previously grind the bagasse. Other important factors in the proposed process are the low times and temperature of the process, which minimizes process costs, as well as the use of mild reagents that do not generate toxic waste after pretreatment, thus minimizing environmental problems, minimizing the inhibition in the fermentation step and the degradation of sugars.

Algumas tecnologias semelhantes à tecnologia da presente invençãoforam encontradas nas buscas de anterioridade, apresentando, no entantoalgumas diferenças marcantes em relação à nossa proposta. Gould (US4,806,475 e US 4,649,113) propôs o pré-tratamento de material lignocelulósicocom peróxido de hidrogênio alcalino, mas não apresentou estudos utilizando obagaço de cana-de-açúcar como alternativa de biomassa, além de se trabalharcom partículas de tamanho reduzido (2 mm). A presente invenção difere de taldocumento, entre outros fatores, por trabalhar com bagaço de cana-de-açúcar,estudo de diferentes combinações das variáveis do processo e estudosrelacionados com a variação do tamanho da partícula, sendo todos estesfatores avaliados no nosso estudo.Some technologies similar to the technology of the present invention were found in previous searches, however, presenting some striking differences in relation to our proposal. Gould (US4,806,475 and US 4,649,113) proposed the pretreatment of lignocellulosic material with alkaline hydrogen peroxide, but did not present studies using sugarcane dust as an alternative to biomass, besides working with small particle size (2 mm ). The present invention differs from such a document, among other factors, by working with sugarcane bagasse, study of different combinations of process variables and studies related to particle size variation, all of which were evaluated in our study.

A patente norte-americana US 4,314,854 (Takagi) revela o uso de umacombinação de peróxido de hidrogênio e a adição de diferentes sais metálicospara observar o efeito no pré-tratamento em resíduos agrícolas tal comomadeira, palha de arroz, bagaço de cana-de-açúcar, palha de milho e resíduosde papel. A presente invenção difere do referido documento, entre outrosfatores, por não utilizar sais metálicos na etapa de pré-tratamento do material.US 4,314,854 (Takagi) discloses the use of a hydrogen peroxide combination and the addition of different metal salts to observe the effect on pretreatment of agricultural residues such as wood, rice straw, sugarcane bagasse. , corn husk and paper waste. The present invention differs from said document among other factors in that it does not use metal salts in the pretreatment step of the material.

No pedido de patente de Mitrani e colaboradores (BR PI 9201830 A), oagente de pré-tratamento utilizado para o bagaço de cana-de-açúcar é umasolução de hidróxido de sódio a uma concentração entre 4-20 g/L e,eventualmente, peróxido de hidrogênio ou outros agentes de abrilhantamento,a uma temperatura entre 60-95°C. O objetivo foi utilizar a polpa em nível de 60-85% na formulação da pasta para o papel jornal e outros tipos de papeis epapelões. A presente invenção difere do referido documento, entre outrosfatores, por utilizar temperatura ambiente, não necessitando de aquecimento.Além disso, neste caso o peróxido de hidrogênio é o agente principal e nãoapenas um agente de branqueamento, além do produto final almejado ser oetanol e não papel.In the Mitrani et al. Patent application (BR PI 9201830 A), the pretreatment agent used for sugarcane bagasse is a solution of sodium hydroxide at a concentration between 4-20 g / l and possibly hydrogen peroxide or other brightening agents at a temperature between 60-95 ° C. The objective was to use 60-85% pulp in the formulation of newsprint pulp and other paper and paper. The present invention differs from said document among other factors in that it uses room temperature and does not require heating. Moreover, in this case hydrogen peroxide is the main agent and not only a bleaching agent, besides the desired end product being ethanol and not paper.

No pedido de patente norte-americano US 2006/207734 A1 (Day eChung), o agente utilizado para pré-tratamento foi uma solução oxidativa dehipoclorito de sódio e peróxido de hidrogênio (5:1), utilizada para remover a lignina e hemicelulose de bagaço de cana-de-açúcar. A presente invençãodifere do referido documento, entre outros fatores, por não necessitar do usode hipoclorito de sódio.In US patent application US 2006/207734 A1 (Day eChung), the agent used for pretreatment was an oxidative solution of sodium hypochlorite and hydrogen peroxide (5: 1), used to remove lignin and hemicellulose from bagasse. of sugar cane. The present invention differs from said document, among other factors, in that it does not require the use of sodium hypochlorite.

Portanto, com base na análise dos antecedentes encontrados até opresente momento, observa-se que não houve antecipação ou sugestão dosensinamentos da presente invenção, havendo ainda a necessidade de umprocesso de pré-tratamento de material lignocelulósico para a produção deaçúcares e também de etanol que proporcione um elevado rendimento.Therefore, based on the analysis of the antecedents found so far, it is observed that there was no anticipation or suggestion of the teachings of the present invention, as well as the need for a pretreatment process of lignocellulosic material for the production of sugars and also ethanol that provides a high yield.

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

É um dos objetos da invenção determinar um novo processo industrialpara pré-tratamento de biomassa vegetal, de forma que esta possa serhidrolisada e subseqüentemente fermentada.It is an object of the invention to determine a new industrial process for pretreatment of plant biomass so that it can be hydrolyzed and subsequently fermented.

Em um aspecto preferencial, é desenvolvido um processocompreendendo as etapas de:In a preferred aspect, a process is developed comprising the steps of:

a) Pré-tratamento da biomassa vegetal lignocelulósica com uma solução(a) Pretreatment of lignocellulosic plant biomass with a solution

de peróxido de hidrogênio alcalino; eof alkaline hydrogen peroxide; and

b) Hidrólise enzimática da biomassa pré-tratada utilizando misturascompreendendo celulases, p-glicosidases, hemicelulases, ou combinações dasmesmas.b) Enzymatic hydrolysis of the pretreated biomass using mixtures comprising cellulases, p-glycosidases, hemicellulases, or combinations thereof.

O produto obtido pelo referido processo é substancialmente útil comoinsumo na produção industrial de etanol e/ou outros álcoois. É, portanto, outrodos objetos da invenção proporcionar um insumo compreendendo biomassavegetal lignocelulósica pré-tratada com uma solução de peróxido de hidrogênioalcalino, e hidrolisada enzimaticamente por celulases, p-glicosidases,hemicelulases, ou combinações das mesmas.The product obtained by said process is substantially useful as input in the industrial production of ethanol and / or other alcohols. It is therefore other objects of the invention to provide an input comprising lignocellulosic biomassavegetal pretreated with an alkaline hydrogen peroxide solution, and enzymatically hydrolyzed by cellulases, p-glycosidases, hemicellulases, or combinations thereof.

Em um aspecto preferencial, sendo, portanto, outro dos objetos dainvenção, é proporcionado um processo fermentativo que adicionalmentecompreende uma etapa de:In a preferred aspect, thus being another of the objects of the invention, a fermentative process is provided which further comprises a step of:

c) Fermentação dos carboidratos produzidos durante a etapa dehidrólise enzimática da biomassa pré-tratada.c) Fermentation of carbohydrates produced during the enzymatic hydrolysis step of the pretreated biomass.

Esses e outros objetos da invenção serão valorizados pelos versados natécnica, e serão melhor compreendidos a partir da descrição detalhada aseguir.These and other objects of the invention will be appreciated by those skilled in the art, and will be better understood from the following detailed description.

Breve Descrição das FigurasBrief Description of the Figures

Figura 1 mostra o rendimento em glicose após hidrólise do bagaço nãopeneirado e peneirado em cada um dos ensaios.Figure 1 shows the glucose yield after hydrolysis of the non-sifted and sifted bagasse in each of the assays.

Figura 2 apresenta a superfície de resposta da massa de glicose (g/gbiomassa bruta) obtida do bagaço peneirado em função da concentração deperóxido e da temperatura, quando o tempo reacional de pré-tratamento émantido fixo em 6 h.Figure 2 shows the response surface of the glucose mass (g / g gross mass) obtained from the sifted bagasse as a function of peroxide concentration and temperature when the pretreatment reaction time is fixed at 6 h.

Figura 3 mostra o rendimento em glicose após hidrólise do bagaço nãopeneirado em cada um dos ensaios realizados na etapa de otimização.Figure 3 shows the glucose yield after unshielded bagasse hydrolysis in each of the assays performed in the optimization step.

Figura 4 apresenta a superfície de resposta para a massa de glicose(g/g biomassa bruta) obtida do bagaço não peneirado em função daconcentração de peróxido e da temperatura na etapa de otimização do pré-tratamento.Figure 4 shows the response surface for glucose mass (g / g gross biomass) obtained from unshielded bagasse as a function of peroxide concentration and temperature in the pretreatment optimization step.

Figura 5 ilustra o perfil de hidrólise para as condições ótimas do pré-tratamento do bagaço não peneirado (tempo de reação de 1 h, temperatura de25°C e concentração de peróxido de 7,35%).Figure 5 illustrates the hydrolysis profile for optimum untreated bagasse pretreatment conditions (1 h reaction time, 25 ° C temperature and 7.35% peroxide concentration).

Descrição Detalhada da InvençãoA presente invenção proporciona um processo industrial para prétratamento de biomassa vegetal, de forma que esta possa ser hidrolisada esubseqüentemente fermentada. Em um aspecto preferencial, o processo dainvenção compreendendo as etapas de:Detailed Description of the Invention The present invention provides an industrial process for pretreating plant biomass so that it can be hydrolyzed and subsequently fermented. In a preferred aspect, the invention process comprises the steps of:

a) Pré-tratamento da biomassa vegetal lignocelulósica com uma solução(a) Pretreatment of lignocellulosic plant biomass with a solution

de peróxido de hidrogênio alcalino; eof alkaline hydrogen peroxide; and

b) Hidrólise enzimática da biomassa pré-tratada utilizando misturascompreendendo celulases, (3-glicosidases, hemicelulases, ou combinações dasmesmas.b) Enzymatic hydrolysis of the pretreated biomass using mixtures comprising cellulases, (3-glycosidases, hemicellulases, or combinations thereof.

O produto obtido pelo referido processo é substancialmente útil comoinsumo na produção industrial de etanol, sendo, portanto, outro dos objetos dainvenção.The product obtained by said process is substantially useful as an input in the industrial production of ethanol and is therefore another object of the invention.

Os exemplos aqui descritos têm o intuito apenas de exemplificar osobjetos da invenção, e não de limitar sua aplicação ou escopo.The examples described herein are intended solely to exemplify the objects of the invention, and not to limit their application or scope.

Biomassa Vegetal LignocelulósicaLignocellulosic Plant Biomass

Na presente invenção, a expressão "biomassa vegetal lignocelulósica"compreende qualquer tipo de planta, a saber: biomassa herbácea; cultivarescomo plantas C4 - pertencentes aos gêneros Lolium, Spartina, Panicum,Miscanthus, e combinações dos mesmos; bagaço de cana-de-açúcar (oriundo de moenda e/ou difusor) ; palhas de cereais como trigo, arroz, centeio, cevada,aveia, milho e similares (e.g. capim-elefante "switchgrass"); madeira; troncos etalos de bananeira; cactáceas e combinações dos mesmos. Além disso,materiais lignocelulósicos podem ainda compreender papelão, serragem, jornale resíduos agroindustriais ou municipais similares.In the present invention, the term "lignocellulosic plant biomass" includes any type of plant, namely: herbaceous biomass; cultivars as C4 plants - belonging to the genera Lolium, Spartina, Panicum, Miscanthus, and combinations thereof; sugarcane bagasse (from milling and / or diffuser); cereal straws such as wheat, rice, rye, barley, oats, corn and the like (e.g. switchgrass elephant grass); wood; ethereal banana tree trunks; cactus plants and combinations thereof. In addition, lignocellulosic materials may further comprise cardboard, sawdust, agro-industrial waste or similar municipal waste.

Biomassas vegetais de diferentes origens podem apresentar diferençasparticulares embora possuam composição química global relativamentesemelhante. Algumas variações na composição entre diferentes espécies eentre uma mesma espécie se devem a variabilidades ambientais e genéticas,ademais da localização do tecido vegetal em diferentes partes da planta.Tipicamente, cerca de 35-50% se constitui de celulose, 20-35% dehemiceluloses e cerca de 20-30% de lignina. O restante consiste emquantidades menores de cinzas, compostos fenólicos solúveis e ácidos graxos,além de outros constituintes, denominados extrativos. A celulose e ashemiceluloses do tecido vegetal se constituem de carboidratos estruturais (e.g.glicanas, xilanas, mananas), sendo geralmente denominadas de fraçãosacarídica. A lignina se constitui na fração fenólica da biomassa vegetal.Vegetable biomasses of different origins may have particular differences although they have relatively similar overall chemical composition. Some variations in composition between different species and within the same species are due to environmental and genetic variability, in addition to the location of plant tissue in different parts of the plant. Typically, about 35-50% consists of cellulose, 20-35% dehemicelluloses and about 20-30% lignin. The remainder consists of smaller quantities of ashes, soluble phenolic compounds and fatty acids, as well as other constituents called extractive. Cellulose and plant tissue ashemicelluloses consist of structural carbohydrates (e.g. glycans, xylans, mananas) and are generally referred to as saccharide fractions. Lignin is the phenolic fraction of plant biomass.

A presente invenção compreende um processo fermentativo que possuivantagens técnico-operacionais quando comparado a processos presentes noestado da técnica e envolve as seguintes etapas:The present invention comprises a fermentative process having technical and operational advantages as compared to processes present in the state of the art and involves the following steps:

a) Pré-tratamento da biomassa vegetal lignocelulósica com uma soluçãode peróxido de hidrogênio alcalino;(a) pre-treatment of lignocellulosic plant biomass with an alkaline hydrogen peroxide solution;

b) Hidrólise enzimática da biomassa pré-tratada utilizando misturascontendo celulases e/ou p-glicosidases e/ou hemicelulases; eb) Enzymatic hydrolysis of the pretreated biomass using mixtures containing cellulases and / or p-glycosidases and / or hemicellulases; and

c) Fermentação dos carboidratos produzidos a partir da hidróliseenzimática da biomassa pré-tratada.c) Fermentation of carbohydrates produced from the enzymatic hydrolysis of pretreated biomass.

Etapa de Pré-tratamentoPretreatment Step

A etapa de pré-tratamento da presente invenção compreende o uso deperóxido de hidrogênio alcalino em um material lignocelulósico adequado,preferencialmente bagaço de cana-de-açúcar não moído.The pretreatment step of the present invention comprises the use of alkaline hydrogen peroxide in a suitable lignocellulosic material, preferably unground sugarcane bagasse.

Nesta invenção, peróxido de hidrogênio é usado em concentraçõesdeterminadas por planejamentos estatísticos com variação entre 1 e 9,83% v/ve conclui-se que esta variável é a que mais influencia no rendimento de glicoseapós a hidrólise, sendo seu valor ótimo 7,35% v/v. O hidróxido de sódio éutilizado para elevar o pH da solução de peróxido de hidrogênio até 11,5, o quefaz com que a solução se torne um agente efetivo na deslignificação esolubilização da hemicelulose.In this invention, hydrogen peroxide is used in concentrations determined by statistical designs ranging from 1 to 9.83% v / v and it is concluded that this variable is the one that most influences the glycoside yield after hydrolysis, being its optimal value 7,35 % v / v. Sodium hydroxide is used to raise the pH of hydrogen peroxide solution to 11.5, which makes the solution an effective agent in the delignification and solubilization of hemicellulose.

O tempo e a temperatura também foram variáveis de processoestudadas, mas estas não mostraram influência significativa no rendimento deglicose. Ao final do processo de otimização, concluiu-se que o pré-tratamentopode ser realizado a temperatura ambiente e com um tempo de 1 h de reação,que são valores bem mais baixos do que os obtidos nas patentes anteriores.O material celulósico obtido nas condições acima pode ser hidrolisadopor enzimas celulase ou coquetéis de enzima, sendo necessária uma baixacarga enzimática (valores bem menores do que os usualmente encontrados naliteratura) para se conseguir altos rendimentos de glicose.Time and temperature were also studied process variables, but they did not show significant influence on glucose yield. At the end of the optimization process, it was concluded that the pretreatment can be carried out at room temperature and with a reaction time of 1 h, which are much lower values than those obtained in previous patents. Cellulosic material obtained under the conditions above can be hydrolysed by cellulase enzymes or enzyme cocktails, requiring low enzyme load (values much lower than those usually found in literature) to achieve high glucose yields.

As condições de pré-tratamento por nós determinadas resulta em umabiomassa com praticamente 80% de celulose em peso seco. A melhoriasignificativa na hidrólise do material pré-tratado nas condições determinadaspela invenção pode ser reconhecida pelo fato que 0,3740 g/g biomassa brutaseca de glicose foram liberadas nas condições ótimas, o que corresponde a umrendimento de glicose de 84,07%. A biomassa sem pré-tratamentoproporcionou 0,004 g/g biomassa bruta seca de glicose apresentando umrendimento de 0,907% de glicose.The pre-treatment conditions determined by us result in a biomass with almost 80% dry weight cellulose. The significant improvements in hydrolysis of the pretreated material under the conditions determined by the invention can be recognized by the fact that 0.3740 g / g crude glucose biomass was released under optimal conditions, which corresponds to a glucose yield of 84.07%. Biomass without pretreatment provided 0.004 g / g dry glucose biomass with a yield of 0.907% glucose.

Com este procedimento é possível obter altos rendimentos de açúcaresfermentescíveis para produção de etanol a partir de resíduos da indústriasucroalcooleira (bagaço de cana), o que proporciona um aumento da produçãodo combustível sem aumentar a área plantada. Além do mais, resulta em umamelhoria no aproveitamento da matéria-prima. Os açúcares obtidos podem serusados não só para produção de álcool, mas também de outros produtos porfermentação. A necessidade da diminuição do tamanho da partícula de bagaçopara facilitar o pré-tratamento/hidrólise é avaliada.With this procedure it is possible to obtain high yields of sugar and sugar for ethanol production from residues of sugarcane industries (sugarcane bagasse), which increases the production of fuel without increasing the planted area. What's more, it results in better use of the raw material. The sugars obtained may be used not only for the production of alcohol but also for other fermentation products. The need for a reduction in bagasse particle size to facilitate pretreatment / hydrolysis is assessed.

Processo FermentativoFermentation Process

A etapa de fermentação pode ser realizada após a hidrólise enzimática,via processo conhecido como SHF (Separated Hydrolysis and Fermentation,isto é, Hidrólise e Fermentação Separadas), ou concomitante com a hidrólise,em um processo conhecido como SSF (Simultaneous Saccharification andFermentation, isto é, Sacarificação e Fermentação Simultâneas). Dependendoda concentração dos açúcares produzidos na hidrólise enzimática, pode-seoptar pela adição ao meio reacional de uma solução sacarídica concentrada,(e.g. melaço ou caldo de cana).The fermentation step can be performed after enzymatic hydrolysis via a process known as Separated Hydrolysis and Fermentation (SHF), or concomitantly with hydrolysis in a process known as Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF). (Simultaneous Saccharification and Fermentation). Depending on the concentration of sugars produced in enzymatic hydrolysis, a concentrated saccharide solution (e.g. molasses or sugarcane juice) may be added to the reaction medium.

A presente invenção também pode ser utilizada no processo CBP(Consolidated Bioprocessing), que combina os quatro eventos biológicosrequeridos para a conversão de biomassa vegetal em etanol: produção daenzima celulolítica, hidrólise dos polissacarídeos presentes na biomassa pré-tratada, fermentação das hexoses e fermentação das pentoses no mesmoreator.The present invention can also be used in the CBP (Consolidated Bioprocessing) process, which combines the four biological events required for the conversion of plant biomass to ethanol: production of cellulolytic enzyme, hydrolysis of polysaccharides present in pretreated biomass, fermentation of hexoses and fermentation of pentoses in the mesmoreator.

Exemplo 1. Preparação do materialExample 1. Material Preparation

O bagaço de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) utilizado nosexperimentos foi seco a 45°C por 48 h e deixado à temperatura ambiente pormais 24 h, sendo posteriormente armazenado no freezer em bolsashermeticamente fechadas. O teor de umidade determinado foi de 5%.The sugarcane bagasse (Saccharum officinarum) used in the experiments was dried at 45 ° C for 48 h and left at room temperature for a further 24 h and then stored in the freezer in tightly closed bags. The moisture content determined was 5%.

Ensaios foram realizados utilizando o bagaço proveniente da últimamoenda da usina (material heterogêneo), denominado de bagaço nãopeneirado e bagaço peneirado na faixa de -12+60 mesh (partículas entre 0,248e 1,397 mm). As partículas menores foram rejeitadas porque correspondemprincipalmente à areia. O objetivo era avaliar a influência do tamanho da partícula na liberação dos açúcares fermentescíveis.Tests were carried out using the bagasse from the last plant mill (heterogeneous material), called non-sifted bagasse and sifted bagasse in the range of -12 + 60 mesh (particles between 0.248 and 1.397 mm). The smaller particles were discarded because they correspond mainly to sand. The objective was to evaluate the influence of particle size on the release of fermentable sugars.

Exemplo 2. Caracterização química do materialExample 2. Chemical Characterization of Material

Após divisão do bagaço em duas partes, estes foram analisados quantoao teor de extrativos, cinzas, lignina total, glicana, xilana e grupos acetilasegundo a metodologia descrita pelo National Renewable Energy Laboratory.After dividing the bagasse into two parts, they were analyzed for extractives, ashes, total lignin, glycan, xylan and acetyl groups according to the methodology described by the National Renewable Energy Laboratory.

Exemplo 3. Pré-tratamentoExample 3. Pretreatment

Foi estudado o pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino(H2O2 alcalino). A influência do tempo de pré-tratamento (h), da temperatura(°C) e da concentração de H2O2 (%) na liberação dos açúcares fermentescíveisfoi avaliada através de planejamentos experimentais visando à otimização dascondições de pré-tratamento.Pretreatment with alkaline hydrogen peroxide (alkaline H2O2) was studied. The influence of pretreatment time (h), temperature (° C) and H2O2 concentration (%) on the release of fermentable sugars was evaluated through experimental designs aiming at optimizing pretreatment conditions.

Amostras de aproximadamente 4,0 g de bagaço seco não peneirado epeneirado foram tratadas com 100 mL da solução contendo H2O2 alcalino auma concentração pré-determinada pelo planejamento e imediatamentelevadas para uma incubadora onde eram mantidos a uma rotação de 150 rpm com temperatura e tempo reacional pré-determinados também peloplanejamento experimental.Exemplo 4. Hidrólise EnzimáticaSamples of approximately 4.0 g of unshielded and sieved dry bagasse were treated with 100 mL of the solution containing alkaline H2O2 at a predetermined concentration by design and immediately elevated to an incubator where they were maintained at a rotation of 150 rpm with pre-set reaction temperature and time. also determined by experimental planning. Example 4. Enzymatic Hydrolysis

Ao término de cada uma das reações, o líquido reacional foi descartadoe os resíduos restantes lavados com água destilada até que toda a coloraçãodesaparecesse. As amostras foram então secas a uma temperatura de 50°C epesadas para determinar a perda de massa.At the end of each reaction, the reaction liquid was discarded and the remaining residues washed with distilled water until all staining disappeared. The samples were then dried at a temperature of 50 ° C and weighed to determine mass loss.

Um grama do bagaço pré-tratado foi hidrolisado com 300 ml_ de soluçãocontendo celulase e (3-glicosidase com o pH do meio ajustado para 4,8. Parahidrólise foi utilizado 3,50 FPU/g biomassa seca pré-tratada de celulase deTrichoderma reesei (Sigma) e 1,00 CBU/g biomassa seca pré-tratada de P-glicosidase de Aspergillus niger (Sigma). A atividade de celulase foideterminada como unidades de filtro de papel por mililitro (FPU/mL), comorecomendado pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC). Aatividade da P-glicosidase foi determinada através de uma solução decelobiose 15 mmol/L e expressa em unidades por mililitro (CBU/mL).One gram of the pretreated bagasse was hydrolyzed with 300 ml of cellulase-containing solution and (3-glycosidase with the pH of the medium adjusted to 4.8. For hydrolysis 3.50 FPU / g of pre-treated dry cellulase biomass from Trichoderma reesei ( Sigma) and 1.00 CBU / g Aspergillus niger P-glycosidase pretreated dry biomass (Sigma) Cellulase activity was determined as paper filter units per milliliter (FPU / mL) as recommended by the International Chemical Union. Pure and Applied (IUPAC) P-glycosidase activity was determined by a 15 mmol / L decelobiose solution and expressed in units per milliliter (CBU / mL).

Os experimentos foram realizados em erlenmeyer de 500 ml_ emincubadoras com agitação orbital de 100 rpm a 50°C. Alíquotas foram retiradasem tempos pré-determinados, fervidas por 15 minutos para inativação dasenzimas e analisadas quanto ao teor de glicose. Os valores dos rendimentosde glicose utilizados para análise estatística foram escolhidos no tempo dereação após o qual as massas liberadas no meio reacional permaneceraminalteradas.Experiments were performed in 500 ml conical flasks in incubators with orbital agitation at 100 rpm at 50 ° C. Aliquots were taken at predetermined times, boiled for 15 minutes to inactivate the enzymes and analyzed for glucose content. Glucose yield values used for statistical analysis were chosen at the time after which the masses released into the reaction medium remained unchanged.

Exemplo 5. Métodos analíticosExample 5. Analytical Methods

A concentração de glicose foi determinada de acordo com o métodoenzimático Glicose GOD-PAP, descrito por Henry (1974). Trata-se de um kitenzimático baseado na oxidação enzimática da glicose através da enzimaglicose oxidase (GOD) resultando em peróxido de hidrogênio, o qual ésubseqüentemente usado na geração da coloração rosada pela peroxidase(PAP). A concentração dos açúcares redutores totais (ART) foi determinada deacordo com o método do ácido dinitro-3,5-salicílico (DNS) descrito por Miller(1959).Exemplo 6. Efeitos das variáveis do processo de pré-tratamento norendimento de glicoseGlucose concentration was determined according to the Glucose GOD-PAP enzyme method described by Henry (1974). It is a enzymatic kit based on enzymatic oxidation of glucose through enzymatic glucose oxidase (GOD) resulting in hydrogen peroxide, which is subsequently used in the generation of peroxidase pink coloration (PAP). The concentration of total reducing sugars (ART) was determined according to the dinitro-3,5-salicylic acid (DNS) method described by Miller (1959). Example 6. Effects of Glucose-Pretreatment Process Variables

Experimentos iniciais foram conduzidos para o bagaço não peneirado(N) e peneirado (P) de acordo com um planejamento estatístico completo de dois níveis, onde se tem uma combinação das variáveis de processo; tempo (6,15 e 24 h); temperatura (20, 40 e 60°C) e concentração de peróxido (1, 3 e5%). Foram obtidas como respostas a massa de ART e glicose, expressascomo g/g biomassa bruta seca (sem pré-tratamento), e o rendimento de glicoseexpresso em porcentagem (%), após a execução da hidrólise da celulose nas condições já descritas.Initial experiments were conducted for unshielded (N) and screened (P) bagasse according to a complete two-level statistical design, which has a combination of process variables; time (6.15 and 24 h); temperature (20, 40 and 60 ° C) and peroxide concentration (1, 3 and 5%). Responses were obtained from the mass of ART and glucose, expressed as g / g dry crude biomass (without pretreatment), and the percentage glycoside-expressed yield (%) after the cellulose hydrolysis was performed under the conditions already described.

Observou-se que nas condições operacionais estudadas o máximo deglicose foi obtido para o bagaço não peneirado em 24 h de pré-tratamento auma temperatura de 20°C utilizando 5% de peróxido de hidrogênio alcalino, oque corresponde a um rendimento de glicose de 69,427% (ensaio 6) como mostra a Figura 1. Assim, pode-se concluir que a diminuição do tamanho dapartícula não foi importante na liberação dos açúcares fermentescíveis após aetapa de pré-tratamento e hidrólise. O bagaço de cana-de-açúcar nãopeneirado foi então utilizado para a etapa posterior de otimização do processo.It was observed that under the studied operating conditions the maximum deglucose was obtained for the unshredded bagasse in 24 hours of pretreatment at a temperature of 20 ° C using 5% alkaline hydrogen peroxide, which corresponds to a glucose yield of 69.427%. (test 6) as shown in Figure 1. Thus, it can be concluded that decreasing particle size was not important in the release of fermentable sugars after the pretreatment and hydrolysis step. Unsifted sugarcane bagasse was then used for the later stage of process optimization.

Este estudo foi de suma importância, já que nenhum trabalho anterior haviarealizado tal comparação. Com a eliminação da necessidade de diminuir otamanho das partículas conseguiu-se um maior aproveitamento da matériaprima, que pode ser utilizada por completo, além de excluir uma operaçãounitária do processo, o que pode diminuir bastante a sua complexidade e osseus custos.This study was of paramount importance, as no previous work had made such a comparison. By eliminating the need to reduce particle size, greater use was made of the raw material, which can be fully utilized, and to exclude joint operation of the process, which can greatly reduce its complexity and costs.

Para a etapa de otimização do pré-tratamento, a variável "tempo" foieliminada do novo planejamento, visto que seu efeito não se mostrouestatisticamente significativo durante os ensaios do primeiro planejamentorealizado. Como o estudo havia sido realizado com tempos de 6, 15 e 24 h depré-tratamento, o tempo de 6 h foi fixado para todos os ensaios na etapa de otimização, variando-se, assim, apenas a concentração de H202 e atemperatura.Exemplo 7. Otimização das condições de pré-tratamentoFor the pre-treatment optimization stage, the variable "time" was eliminated from the new planning, as its effect was not statistically significant during the first planned trials. As the study had been performed at 6, 15 and 24 hours of pre-treatment, the time of 6 hours was set for all trials in the optimization step, thus varying only the concentration of H202 and the temperature. 7. Optimization of pretreatment conditions

Na segunda etapa, um novo planejamento experimental foi utilizado,tendo como fatores a temperatura e a concentração de peróxido de hidrogênioalcalino (%). O tempo de pré-tratamento foi eliminado, já que não se mostrousignificativo na etapa anterior, e permaneceu fixo no ponto mínimo (6 h).Observou-se que nas condições operacionais estudadas o máximo de glicosefoi obtido a 50°C a uma concentração de 7% de peróxido de hidrogênio,levando a um rendimento de glicose de 0,8131% (ensaio 5) como mostra aFigura 3.In the second stage, a new experimental design was used, taking as factors the temperature and the concentration of alkaline hydrogen peroxide (%). The pretreatment time was eliminated as it was not significant in the previous step and remained fixed at the minimum point (6 h). It was observed that under the studied operating conditions the maximum glucose was obtained at 50 ° C at a concentration of 7% hydrogen peroxide, leading to a glucose yield of 0.8131% (run 5) as shown in Figure 3.

Os resultados deste novo planejamento mostraram que, na nova faixaestudada, a temperatura também não é significativa no nível de 90% deconfiança. Um modelo estatístico significativo foi proposto e possibilitou adeterminação do valor da concentração de H202 que leva à máxima liberaçãode glicose após hidrólise, que foi 7,35% de peróxido como mostra a superfíciede resposta da Figura 4.The results of this new planning showed that, in the new study range, the temperature is also not significant at the 90% confidence level. A significant statistical model was proposed that allowed the determination of the H202 concentration value that leads to the maximum release of glucose after hydrolysis, which was 7.35% peroxide as shown by the surface response of Figure 4.

Como o tempo de pré-tratamento e a temperatura não se mostraramsignificativos na faixa estudada, novos estudos foram realizados paradeterminar se o pré-tratamento poderia ser realizado em temperatura ambientee qual o menor tempo necessário. Como resultado verificou-se que a máximaliberação de glicose pode ser obtida em torno de 25°C, a uma concentração deperóxido de hidrogênio de 7,35% por 1 h. Os resultados de massa de ART eglicose após 48 h de hidrólise a 50°C e pH 4,8 foram 0,4899 g/g biomassabruta seca e 0,3740 g/g biomassa bruta seca, respectivamente, como mostra aFigura 5. A concentração de celulase usada na hidrólise foi 3,50 FPU/g debiomassa seca pré-tratada e a de 3-glicosidase 1,00 CBU/g de biomassa secapré-tratada. A massa de glicose corresponde a um rendimento de 84,07 %.Since pretreatment time and temperature were not significant in the studied range, further studies were conducted to determine whether pretreatment could be performed at room temperature and the shortest time required. As a result it was found that maximal glucose release can be achieved around 25 ° C, at a hydrogen peroxide concentration of 7.35% for 1 h. The results of ART eglucose mass after 48 h of hydrolysis at 50 ° C and pH 4.8 were 0.4899 g / g dry biomass and 0.3740 g / g dry gross biomass, respectively, as shown in Figure 5. The concentration The cellulase used for hydrolysis was 3.50 FPU / g of pre-treated dry mass and 3-glycosidase 1.00 CBU / g of pre-treated dry biomass. The glucose mass corresponds to a yield of 84.07%.

Os versados na arte valorizarão o processo da presente invenção comoexcelente alternativa aos congêneres existentes. Os exemplos descritos napresente invenção não devem ser compreendidos como limitantes do espírito eescopo da presente invenção, definido nas reivindicações anexas.Those skilled in the art will appreciate the process of the present invention as an excellent alternative to existing counterparts. The examples described in the present invention should not be construed as limiting the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims.

Claims (17)

Processo de pré-tratamento e hidrólise de Biomassa Vegetalllgnocelulósica, e produto para a produção industrial de álcooisPre-treatment and hydrolysis process of Vegetalllgnocellulosic Biomass, and product for the industrial production of alcohols 1. Processo de pré-tratamento e hidrólise de biomassa vegetallignocelulósica caracterizado por compreender as etapas de:i. Pré-tratamento da biomassa vegetal lignocelulósica com umasolução de peróxido de hidrogênio alcalino; eii. Hidrólise enzimática da biomassa pré-tratada utilizando misturas compreendendo celulases, p-glicosidases,hemicelulases, ou combinações das mesmas.1. Pretreatment and hydrolysis process of vegetallignocellulosic biomass characterized by comprising the steps of: i. Pretreatment of lignocellulosic plant biomass with alkaline hydrogen peroxide solution; hey. Enzymatic hydrolysis of the pretreated biomass using mixtures comprising cellulases, β-glycosidases, hemicellulases, or combinations thereof. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelabiomassa vegetal ser escolhida do grupo que compreende:i. biomassa herbácea; ii. plantas pertencentes aos gêneros Lolium, Spartina, Panicum,Miscanthus, e combinações dos mesmos;iii. bagaço de cana-de-açúcar oriundo de moenda e/ou difusor;iv. palhas de cereais como trigo, arroz, centeio, cevada, aveia,milho e mistura dos mesmos; v. madeira;vi. troncos e/ou talos de bananeira;vii. papelão, serragem, jornal e resíduos agroindustriais oumunicipais similares; eviii. combinações dos itens i a vii.Process according to Claim 1, characterized in that the vegetable fiber is selected from the group comprising: i. herbaceous biomass; ii. plants belonging to the genera Lolium, Spartina, Panicum, Miscanthus, and combinations thereof iii. sugarcane bagasse from milled and / or diffuser iv. cereal straws such as wheat, rice, rye, barley, oats, corn and mixtures thereof; v. wood vi. banana tree trunks and / or stalks vii. cardboard, sawdust, newspaper and similar agri-industrial or municipal waste; eviii. combinations of items i to vii. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelabiomassa vegetal ser escolhida do grupo que compreende bagaço decana de açúcar.Process according to Claim 2, characterized in that the vegetable pulp is chosen from the group comprising sugarcane bagasse. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelasolução de peróxido possuir uma concentração dentro de uma faixaque vai de 1 % v/v a 9,83% v/v.Process according to Claim 1, characterized in that the peroxide solution has a concentration within a range from 1% v / v to 9.83% v / v. 5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelasolução de peróxido possuir uma concentração de aproximadamente 7,35% v/v.Process according to Claim 4, characterized in that the peroxide solution has a concentration of approximately 7.35% v / v. 6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelasolução alcalina de peróxido possuir um valor de pH deaproximadamente 11,5.Process according to Claim 1, characterized in that the alkaline peroxide solution has a pH value of approximately 11.5. 7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo pHser ajustado mediante uma solução de hidróxido de sódio.Process according to Claim 6, characterized in that the pH is adjusted by a sodium hydroxide solution. 8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapai) ser realizada em temperatura de 15°C até 50°C.Process according to Claim 1, characterized in that the step) is carried out at a temperature of from 15 ° C to 50 ° C. 9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapai) ser realizada em um tempo de até aproximadamente 24 horas.Process according to Claim 1, characterized in that the step is carried out in a time of up to approximately 24 hours. 10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela razãobagaço:solução de peróxido alcalina estar compreendida na faixaque vai de 1g:20ml_ a 1g:30mL.Process according to Claim 1, characterized in that the bagasse: alkaline peroxide solution ratio ranges from 1g: 20ml to 1g: 30mL. 11. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapaii) de hidrólise compreender o uso de p-glicosidases oriundas deAspergillus niger.Process according to Claim 1, characterized in that the hydrolysis step comprises the use of p-glycosidases from Aspergillus niger. 12. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapaii) de hidrólise compreender o uso de celulases de Trichodermareesei.Process according to Claim 1, characterized in that the hydrolysis step comprises the use of Trichodermareesei cellulases. 13. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapaii) de hidrólise ocorrer em um pH com valor de aproximadamente 4,8.Process according to Claim 1, characterized in that the hydrolysis step occurs at a pH of approximately 4.8. 14. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapaii) de hidrólise ocorrer em uma temperatura de aproximadamente 50°C.Process according to Claim 1, characterized in that the hydrolysis step occurs at a temperature of approximately 50 ° C. 15. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela razãobagaço:enzimas estar compreendida na faixa que vai de 1g:3 FPU a 1g: 5FPU para celulase e 1g:1 CBU a 1g:10 CBU para p-glicosidase.Process according to claim 1, characterized in that the bagasse: enzymes ratio is in the range from 1g: 3 FPU to 1g: 5FPU for cellulase and 1g: 1 CBU to 1g: 10 CBU for p-glycosidase. 16. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado porcompreender uma etapa adicional de fermentação dos carboidratosproduzidos a partir da hidrólise enzimática da biomassa pré-tratada.Process according to Claim 1, characterized in that it comprises an additional fermentation step of the carbohydrates produced from the enzymatic hydrolysis of the pretreated biomass. 17. Produto para a produção industrial de alcoóis caracterizado porcompreender biomassa vegetal lignocelulósica pré-tratada com umasolução de peróxido de hidrogênio alcalino e hidrolisadaenzimaticamente com celulases, p-glicosidases, hemicelulases, oucombinações das mesmas.17. A product for the industrial production of alcohols comprising lignocellulosic plant biomass pretreated with an alkaline hydrogen peroxide solution and hydrolyzed with cellulases, p-glycosidases, hemicellulases, or combinations thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013131162A1 (en) * 2012-03-08 2013-09-12 Companhia Paulista De Força E Luz - Cpfl Method for producing bioethanol from banana pseudostem by enzymatic hydrolysis, and use of the same
WO2021155452A1 (en) * 2020-02-03 2021-08-12 Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras Optimized process for producing second-generation sugars and fermentation products

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