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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2023.tde-07072023-150316
Document
Author
Full name
Ana Paula Maria da Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2023
Supervisor
Committee
Baptista, Antonio Sampaio (President)
Arthur, Valter
Basso, Luiz Carlos
Antonini, Sandra Regina Ceccato
Title in Portuguese
Otimização no aproveitamento de biomassas para a produção de etanol: fermentação de mosto misto obtido a partir de milho e cana de açúcar
Keywords in Portuguese
Thermosacc
Hidrolisado de milho
Pedra-2
Abstract in Portuguese
O Brasil desempenha um papel importante na produção de biocombustíveis globalmente, resultado de diversas ações e políticas públicas ao longo do tempo que visam aumentar sua participação na matriz energética. Entre essas iniciativas, destacam-se os mandatos de adição obrigatória de biocombustíveis (etanol e biodiesel) aos derivados de petróleo, os mecanismos de diferenciação tributária entre fontes renováveis e fósseis, as linhas de financiamento específicas e, mais recentemente, a implementação da Política Nacional dos Biocombustíveis (RenovaBio) e do Programa Combustível do Futuro. A busca por otimizações de processos que possam diminuir a dependência por combustíveis fosseis, é importante para alcançarmos tais metas ambientais, econômicas e sociais. Por essas razões, o propósito desta tese foi investigar o impacto do mosto combinado (milho e cana-de-açúcar) nos parâmetros de fermentação, tanto em relação à cepa de levedura quanto à contaminação por Lactobacillus. Para esclarecer esse objetivo, o primeiro capítulo teve a intenção de examinar a influência da cepa de levedura no mosto combinado. Como resultado, foi possível observar que a Cepa Thermosacc apresentou um desempenho superior à cepa Pedra-2 nas condições experimentais analisadas. Em contraste, o segundo capítulo buscou investigar o efeito da contaminação bacteriana nos parâmetros de fermentação no mosto combinado. Como resultado, foi constatado que a contaminação teve um impacto negativo no metabolismo das leveduras, resultando principalmente na redução da produção de etanol, no aumento do desvio de carboidratos para a produção de ácidos orgânicos, na diminuição do pH do meio de fermentação e na redução do rendimento da fermentação alcoólica, como também, diminui o consumo dos açúcares fermentáveis, resultando em quantidades significativas de açúcares residuais, além de afetar diretamente a formação de glicerol e ter um efeito negativo na viabilidade celular.
Title in English
Optimization in the use of biomass for ethanol production: fermentation of mixed must obtained from corn and sugar cane
Keywords in English
Thermosacc
Corn hydrolysate
Pedra-2
Abstract in English
Brazil plays an important role in global biofuel production, resulting from various actions and public policies over time aimed at increasing its share in the energy matrix. Among these initiatives, notable ones include mandatory blending mandates for biofuels (ethanol and biodiesel) with petroleum derivatives, differentiated tax mechanisms between renewable and fossil sources, specific financing lines, and more recently, the implementation of the National Biofuels Policy (RenovaBio) and the Fuel of the Future Program. The pursuit of process optimizations that can reduce dependence on fossil fuels is important for achieving these environmental, economic, and social goals. For these reasons, the purpose of this thesis was to investigate the impact of mixed wort (corn and sugarcane) on fermentation parameters, both in relation to yeast strains and contamination by Lactobacillus. To clarify this objective, the first chapter aimed to examine the influence of yeast strains on the mixed wort. As a result, it was possible to observe that the Thermosacc strain outperformed the Pedra-2 strain under the analyzed experimental conditions. In contrast, the second chapter sought to investigate the effect of bacterial contamination on fermentation parameters in the mixed wort. As a result, it was found that contamination had a negative impact on yeast metabolism, resulting primarily in reduced ethanol production, increased diversion of carbohydrates towards organic acid production, decreased fermentation medium pH, and reduced alcohol fermentation yield. It also decreases the consumption of fermentable sugars, resulting in significant amounts of residual sugars, as well as directly affecting glycerol formation and having a negative effect on cell viability.
 
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Publishing Date
2023-07-12
 
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