Bioconversão anaeróbia do bagaço de cana-de-açúcar em produtos de valor biotecnológico em condição termofílica e mesofílica (2017)
- Authors:
- Autor USP: SOARES, LAÍS AMERICO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SHS
- Subjects: REATORES ANAERÓBIOS; VINHAÇA; CANA-DE-AÇÚCAR; HIDROGÊNIO
- Keywords: BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA; METAGENOMA; METANO; PLANEJAMENTO FATORIAL
- Language: Português
- Abstract: Nessa pesquisa foram testados separadamente dois inóculos solo/compostagem e lodo termofílico de reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB) do tratamento de vinhaça em relação ao potencial de produção de compostos de valor agregado a partir do bagaço de cana-de-açúcar (BCA) em reatores em batelada em condição mesofílica e termofílica, respectivamente. Pré-tratamentos térmico, ácido e diluição seriada foram aplicados ao inóculo termofílico, como tentativa de inibir as arqueias metanogênicas. A diluição seriada foi o pré-tratamento aplicado em ambos os inóculos, mesofílico e termofílico, para obtenção de consórcio de bactérias fermentadoras. Cinco meios de culturas foram testados como fonte de nutrientes para o crescimento de bactérias celulolíticas e fermentadoras. Dentre esses foi selecionado para os ensaios mesofílicos e termofílicos, o meio de cultura mais complexo suplementado com extrato de levedura. O BCA foi submetido à pré-tratamento biológico, térmico, explosão a vapor, deslignificação alcalina e hidrotérmico sendo o último utilizado nos ensaios do planejamento fatorial. O efeito das variáveis independentes de concentração de extrato de levedura e temperatura foi avaliado na produção de hidrogênio, metano e ácidos orgânicos a partir do inóculo termofílico. O efeito da concentração de extrato de levedura e substrato (BCA) foi avaliado na produção de bioprodutos a partir do inóculo mesofílico (37°C). A maior produção de hidrogênio foi de 17,30 mmol/L à 60°C e 3,42 g/L de extrato de levedura para a condição termofílica. Em relação aos ensaios mesofílicos observou-se 1,53 mmol/L com 3,42 e 5,00 g/L de extrato de levedura e BCA, respectivamente.Caracterização taxonômica e funcional dos microrganismos dos reatores de melhor desempenho de produção de hidrogênio dos planejamentos fatoriais termofílico e mesofílico foi realizada por análise Metagenômica (Illumina HiSeq). Nestas condições foram identificados microrganismos dos domínios Archaea, Bacteria, Eukarya, além de vírus. Para o domínio Bacteria foram identificados microrganismos celulolíticos e fermentadores como Coprothermobacter e Clostridium, enquanto para o domínio Archaea, foram identificadas metanogênicas hidrogenotróficas e acetoclásticas, como Methanothermobacter e Methanosarcina. Foram ainda identificados genes codificantes de enzimas catalisadoras da degradação de celulose, hemicelulose e lignina, constituintes principais da biomassa lignocelulósica utilizada como substrato, tais como celulase, carboxylesterase e 2-ácido hidroxi oxidase, respectivamente. Microrganismos aderidos no BCA in natura foram observados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e identificados por sequenciamento do RNAr 16S, e semelhantes a Streptomyces, Paenibacillus, Stenotrophomonas, Sphingomonas. Os microrganismos do lodo termofílico, solo e compostagem foram caracterizados por sequenciamento do RNAr 16S, e foram semelhantes a Clostridium, Thermoanaerobacter, Caloramator, Anaerobaculum, Tatlockia, Coprothermobacter, Dysgonomonas, Coprococcus, Sporomusa, Methanobacterium, Methanothermobacter, Methanosaeta, dentre outros
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2017
- Data da defesa: 04.08.2017
-
ABNT
SOARES, Laís Américo. Bioconversão anaeróbia do bagaço de cana-de-açúcar em produtos de valor biotecnológico em condição termofílica e mesofílica. 2017. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27092017-103405/. Acesso em: 14 maio 2024. -
APA
Soares, L. A. (2017). Bioconversão anaeróbia do bagaço de cana-de-açúcar em produtos de valor biotecnológico em condição termofílica e mesofílica (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27092017-103405/ -
NLM
Soares LA. Bioconversão anaeróbia do bagaço de cana-de-açúcar em produtos de valor biotecnológico em condição termofílica e mesofílica [Internet]. 2017 ;[citado 2024 maio 14 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27092017-103405/ -
Vancouver
Soares LA. Bioconversão anaeróbia do bagaço de cana-de-açúcar em produtos de valor biotecnológico em condição termofílica e mesofílica [Internet]. 2017 ;[citado 2024 maio 14 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27092017-103405/ - Valorization of sugarcane bagasse through biofuel and value-added soluble metabolites production: optimization of alkaline hydrothermal pretreatment
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