A crescente demanda por energia aliada a necessidade de fontes diversificadas e renováveis classificam o biocombustível como uma das principais alternativas disponíveis em escala mundial. O Brasil, segundo maior produtor de bioetanol com aproximadamente 28 bilhões de litros produzidos em 2021, combustível o qual a principal matéria prima é a cana-de-açúcar, detém o título de maior produtor mundial desta monocultura. A Raízen, joint venture entre a Cosan e a Shell produz atualmente 3,2 bilhões de litros de etanol e tem investido na tecnologia de etanol de segunda geração (E2G) que utiliza bagaço de cana-de-açúcar como biomassa em estratégia para aumentar sua produção em até 1 bilhão de litros de etanol a mais, utilizando a mesma área plantada. Este processo permite a produção mais sustentável do biocombustível adicionando valor à cadeia de produtos e subprodutos do setor sucroenergético. O presente estudo teve como objetivo aplicar métodos clássicos de pesquisa voltados para caracterização da matéria prima e a busca de marcadores através de metabólitos gerados na fermentação da xilose. Ao considerar as 3 etapas fundamentais da produção de etanol celulósico: pré-tratamento (explosão a vapor catalisado), hidrólise (enzimática) e fermentação (corrente de xilose concentrada) como processos estáveis, temos na variabilidade da matéria prima o maior impacto na produtividade e eficiência da planta como um todo. Os dados das safras de 2017 e 2018 evidenciaram a estabilidade do pré-tratamento e mostraram boas correlações entre os métodos de análise composicional e métodos físico-químicos trazendo a oportunidade para desenvolver novas linhas de pesquisa. A importância de se desenvolver uma pesquisa em ambiente mais controlado, como uma bancada de laboratório, para condução dos bioprocessos de fermentação e hidrolise também é reforçado nesse trabalho em função da alta variabilidade na indústria ao longo da safra 2017 e 2018 da unidade Raízen E2G Costa Pinto. Enfim a jornada de conduzir o doutorado em paralelo com a responsabilidade profissional de consolidar a tecnologia do etanol de segunda geração, sendo uma das primeiras plantas com produção de (E2G) em escala industrial no mundo, traz uma reflexão da riqueza da integração do meio acadêmico com a indústria e como promover mais teses como esta.

The growing demand for energy combined with the need for diversified and renewable energy sources rank biofuel as one of the main alternatives available worldwide. Brazil, the second largest producer of bioethanol with approximately 28 billion liters of biofuel produced in 2021, using sugarcane as main raw material, holds the title of world's largest producer of this monoculture. Raízen, a joint venture between Cosan and Shell, currently produces 3.2 billion liters of ethanol and has invested in second-generation ethanol (E2G) technology that uses sugarcane bagasse as biomass in a strategy to increase its production up to 1 billion liters more of ethanol, using the same planted area. This process allows for a more sustainable production of biofuel, adding value to the chain of products and by-products in the sugar-energy sector. The objective of the present study is to apply classical analysis methods aimed at characterization of raw materials and the search for markers through metabolites generated in xylose fermentation. When considering the 3 fundamental stages of cellulosic ethanol production: pre-treatment (catalyzed steam explosion), hydrolysis (enzymatic) and fermentation (concentrated xylose stream) as stable processes where raw material quality affects productivity and yields significantly considering industrial operations. Data collected throughout the 2017 and 2018 harvesting seasons reveal the pre-treatment stability and the expected correlation between compositional and physico chemical analysis leading to new opportunities of development in this area. Also the high variability of fermentation data collected from industrial site of Raízen E2G Costa Pinto reinforces the use of controlled laboratory experiments as critical for research porpoise. So, the journey of industry development, been Costa Pinto one of the first industrial scale production worldwide, brought to light the beauty of interaction between academia and industry and thoughts on how to promote more thesis like this.