Publicação: Efeito do pré-tratamento com hidróxido de amônio na sacarificação de bagaço de cana-de-açúcar e sabugo de milho e produção de etanol 2G
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
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Pasquini, Daniel
Resumo
O pré-tratamento de biomassas lignocelulósicas é uma etapa fundamental na produção de etanol
de segunda geração (2G). Neste estudo, bagaço de cana-de-açúcar (BI) e sabugo de milho (SI)
foram pré-tratados com hidróxido de amônio (NH₄OH) a 28–30 %, visando a desestruturação
das biomassas para posterior sacarificação e fermentação alcoólica. O pré-tratamento promoveu
elevada deslignificação, atingindo 65,50 % no bagaço (BT) e 73,50 % no sabugo (ST), com
preservação da fração polissacarídica. As frações sólidas pré-tratadas foram submetidas à
hidrólise enzimática com diferentes cargas de substrato (10 a 30%), utilizando 12,5 FPU/g de
celulose do coquetel comercial Cellic CTec3. A hidrólise em batelada alimentada com 30% de
biomassa resultou em concentrações superiores de açúcares redutores totais (ART) em
comparação com o processo em batelada convencional (10%), alcançando 65,15 g/L em BT e
70,18 g/L em ST. Além disso, baixas concentrações de ácidos e inibidores foram detectadas
nos hidrolisados, evidenciando a eficácia do pré-tratamento. Os hidrolisados obtidos em
batelada alimentada apresentaram altos teores de açúcares fermentescíveis, com 43,75 g/L de
glicose e 18,12 g/L de xilose em BT, e 41,63 g/L de glicose e 18,75 g/L de xilose em ST. Após
a fermentação, os maiores rendimentos em etanol foram obtidos com o hidrolisado de ST, com
19,20 g/L (Yp/s de 0,49 e Qp de 0,87), utilizando Saccharomyces cerevisiae Y904, e 26,34 g/L
com Spathaspora passalidarum Y7204 (Yp/s de 0,44 e Qp de 0,73), evidenciando eficiência
fermentativa superior desta última, devido à fermentação de pentoses. Esses resultados
evidenciam a eficácia do pré-tratamento com NH₄OH como método de baixo custo e com baixa
formação de inibidores, destacando o potencial dos hidrolisados pré-tratados para a produção
de etanol 2G.
Abstract
The pretreatment of lignocellulosic biomass is a fundamental step in the production of second-
generation (2G) ethanol. In this study, sugarcane bagasse (SBC) and corn cobs (CC) were
pretreated with 28–30% ammonium hydroxide (NH₄OH) to break down the biomass for
subsequent saccharification and alcoholic fermentation. The pretreatment promoted high
delignification, reaching 65.50% for SBC and 73.50% for CC, with preservation of the
polysaccharide fraction. The pretreated solid fractions were subjected to enzymatic hydrolysis
with different substrate loads (10 to 30%), using 12.5 FPU/g of cellulose from the commercial
Cellic CTec3 cocktail. Batch hydrolysis fed with 30% biomass resulted in higher concentrations
of total reducing sugars (TRS) compared to the conventional batch process (10%), reaching
65.15 g/L in pretreated bagasse (SBCT) and 70.18 g/L in pretreated cob (CCT). In addition,
low concentrations of acids and inhibitors were detected in the hydrolysates, demonstrating the
effectiveness of this pretreatment. The hydrolysates obtained in the fed-batch process had high
levels of fermentable sugars, containing 43.75 g/L of glucose and 18.12 g/L of xylose in SBCT,
and 41.63 g/L of glucose and 18.75 g/L of xylose in CCT, respectively. After fermentation, the
highest ethanol yields were obtained with the ST hydrolysate, with 19.20 g/L (Yp/s of 0.49 and
Qp of 0.87), using Saccharomyces cerevisiae Y904, and 26.34 g/L with the pentose-fermenting
yeast. Spathaspora passalidarum Y7204 (Yp/s of 0.44 and Qp of 0.73). Although the co-
cultures showed promising results, aspects such as metabolic synergism, competition for
substrates, and catabolic repression by glucose still require investigation. These results
demonstrate the efficiency of pretreatment with NH₄OH as a low-cost method with low
inhibitor formation, highlighting the potential of pretreated hydrolysates for 2G ethanol
production.
Palavras-chave
Pré-tratamento alcalino, Etanol celulósico, Hidrólise enzimática, Fermentação, Alkaline pretreatment, Cellulosic ethanol, Enzymatic hydrolysis, Fermentation
Citação
NASCIMENTO, Andressa Moreira do. Efeito do pré-tratamento com hidróxido de amônio na sacarificação de bagaço de cana-de-açúcar e sabugo de milho e produção de etanol 2G. 2025. 81f. Dissertação (Mestrado em Biocombustíveis) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.423