Ethanol production by simultaneous saccharification and fermentation of sugarcane bagasse using thermotolerant yeasts

Este trabalho teve como objetivo principal analisar e comparar a produção de etanol em um processo de sacarificação e fermentação silmultâneas do bagaço de cana de açúcar pelas cepas S. cerevisiae LBM-1 e Kluyveromyces marxianus UFV-3. Análises de crescimentos das cepas em diferentes temperaturas mostraram que ambas cresceram nas temperaturas de 30, 37 e 42oC e apenas a cepa K. marxianus UFV-3 cresceu na temperatura de 45 oC. Avaliou-se também a fermentação do bagaço de cana de açúcar, submetido ao pré-tratamento ácido/básico, em processos de sacarificação e fermentação simultâneas (SSF) a 37 e 42oC, analisando-se ainda diferentes tempos de pré-hidrólise da biomassa 37, 42 e 50 oC. Os rendimentos em produção de etanol foram semelhantes tanto a 37 quanto a 42oC para ambas as cepas. Verificou-se que o rendimento em etanol foi maior quando o bagaço foi submetido inicialmente a uma pré-hidrólise a 50oC por 72 horas. Posteriormente foram analisados os rendimentos da fermentação em relação ao número de ciclos fermentativos. O rendimento em etanol para a cepa K. marxianus UFV-3 diminuiu no quarto ciclo e se manteve constante até o sétimo ciclo. Enquanto que para S. cerevisiae LBM- 1 o rendimento aumentou no decorrer dos ciclos. Estes resultados permitem sugerir que as duas cepas podem ser utilizadas na produção de etanol celulósico por SSF porque apresentam rendimentos em etanol estatisticamente iguais. No entanto o número de ciclos de fermentação sem perda de rendimento pela cepa K. marxinaus UFV-3 foi inferior ao da cepa LBM-1 indicando que esta seja mais adequada ao processo de produção através da batelada alimentada nas indústrias de produção de etanol.The aim of this work was to compare the ethanol production between LBM-1 and Kluyveromyces marxianus UFV-3. The assay of thermotolerance was performed to characterize the strains as the capacity to grow at different temperatures. It was found that both grew at temperatures of 28, 37 and 42oC. Only K. marxianus UFV-3 grew at 45oC. It was, also, evaluated the fermentation of sugar cane bagasse, which was submitted to Acid/Alkali pretreatments, in processes of saccharification and fermentation simultaneous (SSF) at 37 and 42oC, analyzing even different times of prehydrolysis of the biomass at 37, 42 and 50oC. The yields of ethanol production were similar at 37 and 42oC for both strains. It was found that the ethanol yield was higher when the bagasse was initially submitted to a hydrolysis at 50oC for 72 hours. Thereafter was analyzed the relation between fermentation and number of cycles and it was determined the maximum number of cycles performed without loss of ethanol yield. The ethanol yield for K. marxianus UFV-3 decreases at cicle fourth and then, remained constant. The S. cerevisiae LBM-1 income increased during the cycle. These results suggest the use of two strains in the production of cellulosic ethanol by processes of SSF because they have ethanol yields statistically identical. However the number of fermentation cycles without loss of yield by strain K. marxinaus UFV-3 was lower than that LBM-1, indicating that this is more suited to the production process by industries in the fed batch production of ethanol.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio