Investigation of steps for ethanol production of second generation from açaí seeds biomass (Euterpe oleracea)

O aproveitamento de resíduos lignocelulósicos para a produção de etanol combustível tem se tornado um foco de pesquisas em diversas partes do mundo. Cada região do mundo focou em um resíduo de sua indústria local o que é típico da industria de biocombustíveis. Entretanto o Brasil é um país de imensa produção agroindustrial e com diferentes resíduos que podem ser explorados para cada região, como é o caso do caroço de açaí na região norte do Brasil. Dentro deste contexto o objetivo desse trabalho é propor e investigar as etapas de processos para a obtenção de etanol a partir do caroço de açaí (Euterpe oleracea). Para tanto foi realizado um planejamento experimental central composto rotacional 23 para a avaliação do pré-tratamento do caroço de açaí com H2SO4 diluído, e as condições do estudo foram: concentração de H2SO4 (0,5 - 1,5% m/v), carga de sólidos (5-15% m/v) e o tempo (30-90 min). Em seguida a deslignificação do caroço de açaí pré-tratado foi avaliada através de um planejamento experimental do tipo 22 nas seguintes condições: 1% de NaOH (m/v), carga de sólidos (10-40% (m/v), temperatura (50-100 °C) e tempo de 60 minutos. Ambos os materiais foram hidrolisados enzimaticamente (carga enzimática de 15FPU/g de caroço e 25CBU/g de caroço) e caracterizados quimicamente via HPLC (cromatografia líquida de alta eficiência). As melhores condições obtidas para o pré-tratamento e deslignificação foram utilizadas para avaliar o efeito da carga de sólidos (5-15%) e agitação (100-200 rpm) na hidrólise enzimática (em reator) através de um planejamento experimental 32. A fermentação dos hidrolisados obtidos foi realizada e os hidrolisados e fermentados foram caracterizados via HPLC. As condições consideradas ótimas para o pré-tratamento com H2SO4 diluído foi de 1% de ácido, 10% de sólidos durante 60°C, enquanto que a melhor condição para a deslignificação sequencial foi de 25% de sólidos a 75°C. Para a hidrólise enzimática, a carga de sólidos de 3% foi a que permitiu maiores valores de conversão (78,97%). Entretanto, os maiores valores de glicose (g/L) foram obtidos para 10 e 15% de sólidos em reator a 200rpm (melhor condição de agitação). A fermentação do hidrolisado obtido a partir do material pré-tratado com H2SO4 diluído e sequencialmente deslignificado foi aquela que produziu o maior índice de etanol (21,65 g/L). Foi possível concluir que as etapas de pré-tratamento e deslignificação do caroço de açaí permitiram a liberação de índices aceitáveis de açúcares e posterior produção de etanol.The use of lignocellulosic wastes to ethanol production has become a focus of research in several parts of the world. Each region of the world focused in a specific waste from your local industry. However the Brazil is a country of immense agro-industrial production and with different residues that can be explored within each region one of its regions. Such as açaí seeds in northern of Brazil. A central composite experimental design rotational 23 for evaluation of pretreatment with H2SO4 diluted of açaí seeds was carried outj and study conditions were : concentration of H2SO4 (0.5 - 1.5% w/v), solids loading (5-15% w/v) and time (30-90 min). Then delignification of pretreated seeds açaí was evaluated through an experimental design 22 under the following conditions: 1% NaOH (w/v), solids loading (10-40% w/v), temperature (50-100 °C) and time 60 minutes. Both materials were hydrolysed enzymatically (enzyme load of 15FPU / g seed and 25CBU /g of seed) chemically and characterized via HPLC (high performance liquid chromatography). The best conditions achieved for the pretreatment and delignification were used to evaluate the effect of loading solids (5-15% w/v) and agitation (100-200 rpm) on the enzymatic hydrolysis (in reactor) through an experimental design 32. The optimum conditions for pre-treatment dilute sulfuric acid was 1% acid, 10% solids at 60°C. While the optimum conditions for delignification sequential was 25% solids at 75°C. For the enzymatic hydrolysis, the solids loading of 3% allowed for conversion the highest values (78.97%). However the highest values of g glucose (g/L) were obtained for 10 and 15% solids in the reactor 200rpm (best condition of agitation). The fermentation of the hydrolyzate from the material pretreated with dilute sulfuric acid and sequentially deslignificated was one which produced the highest yield of ethanol (21,65g/L). It was concluded that the steps of pretreatment and delignification of seeds of acai allowed the release of good levels of sugars and subsequent ethanol production