Transformação direta de lamas primárias papeleiras em bioprodutos: um desafio à bioengenharia

Dissertação de Mestrado, Engenharia Biológica, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014Devido à elevada expansão do setor automóvel durante o século XX, levou a um aumento exponencial na produção de CO2, alterando o ecossistema. Para isso, é necessário procurar alternativas para diminuir os gases de efeito estufa, como recorrer aos combustíveis alternativos, como o bioetanol. Podem ser usados resíduos biológicos da indústria papeleira como biomassa para produção de bioetanol. A estratégia mais usada é a sacarificação e fermentação simultânea (SSF). Apesar de ser mais vantajosa, apresenta um problema, o facto do extrato enzimático e os microrganismos não atuarem à mesma temperatura ótima. Para contornar este problema usou-se um microrganismo termotolerante, a levedura Kluyveromyces marxianus, a estirpe mais usada neste tipo de processo. O principal objetivo deste trabalho é valorizar os resíduos da indústria papeleira, chamados de lamas primárias e transformá-los em bioprodutos, como o bioetanol. Realizaram-se ensaios em regime semi-descontínuo e em descontínuo. Como fonte de carbono foi usada a fração de hidratos de carbono (HC) da biomassa com concentração final de 200 g/L. Nos ensaios em semi-descontínuo, com a Saccharomyces cerevisiae a concentração máxima de etanol foi de 45,1 g/L ao fim de 72h, com a K. marxianus NCYC 1426 foi de 48,6 g/L às 150h a 38ºC e, 25,4 g/L às 24h a 42ºC. A S. cerevisiae ATCC 26602 atingiu uma produção de 43,9 g/L ao fim de 55h. Optou-se por utilizar a S. cerevisiae ATCC 26602 nos restantes ensaios a 38ºC. Realizaram-se ensaios em descontínuo em erlenmeyer e em biorreator para um aumento de escala. Para os ensaios em erlenmeyer a concentração máxima de etanol foi 13 g/L e 20 g/L e em biorreator foi 10 g/L e 11 g/L para as lamas da Fábrica 2 e 3, em ambos os ensaios. Verifica-se que o aumento de escala em sistemas biológicos deste género torna-se difícil