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Ethanol production from xilose using glucose isomerase and Saccharomyces cerevisiae co-immobilized in alginate gel

Grant number: 11/05543-7
Support Opportunities:Scholarships in Brazil - Master
Start date: August 01, 2011
End date: June 30, 2013
Field of knowledge:Engineering - Chemical Engineering - Chemical Process Industries
Principal Investigator:Raquel de Lima Camargo Giordano
Grantee:Patricia Marina de Aquino
Host Institution: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brazil
Associated research grant:08/56246-0 - Bioprocess Systems Engineering (BSE) applied to the production of bioethanol from sugarcane bagasse, AP.BIOEN.TEM

Abstract

O resíduo lignocelulósico de bagaço de cana, abundante no Brasil, contém cerca de 30% de hemicelulose, composta principalmente de xilana. A hidrólise desta gera xilose, que pode ser isomerizada a xilulose pela enzima glicoseisomerase e, assim, pode ser convertida a etanol por Saccharomyces cerevisiae. A fermentação simultânea é importante para o deslocamento do equilíbrio na isomerização e permitir total conversão de xilose a xilulose e desta a etanol. Contudo, temperatura e pH para máxima atividade da enzima são diferentes das mais adequadas para a fermentação. Além disso, a levedura tem várias opções metabólicas para utilização de xilose, gerando subprodutos. Visando ao aproveitamento da hemicelulose de bagaço de cana, pretende-se, neste projeto, estudar a influência das principais variáveis na isomerização e fermentação simultânea de xilose, usando glicoseisomerase imobilizada e levedura coimobilizadas em gel. Esta proposta se insere no projeto temático FAPESP-BIOEN "BIOPROCESS SYSTEMS ENGINEERING (BSE) APPLIED TO THE PRODUCTION OF BIOETHANOL FROM SUGARCANE BAGASSE", 2008/56246-0, em andamento no DEQ/UFSCar. Vários estudos sobre a isomerização e fermentação simultâneas de xilose estão descritos na literatura, porém nenhum utiliza a co-imobilização dos biocatalisadores. Pretende-se, neste projeto buscar as condições operacionais adequadas para produção do derivado enzimático e proporção gel de quitosana/levedura/solução de alginato; estudar a influência das concentrações de enzima imobilizada e de levedura co-imobilizadas a serem utilizadas no reator; da temperatura e do pH na produtividade e rendimento em etanol. Pretende-se ainda comparar o desempenho da levedura comercial com linhagens industriais. (AU)

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Scientific publications
(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)
MILESSI, THAIS SUZANE; AQUINO, PATRICIA M.; SILVA, CLAUDIA R.; MORAES, GUILHERME S.; ZANGIROLAMI, TERESA C.; GIORDANO, ROBERTO C.; GIORDANO, RAQUEL L. C.. Influence of key variables on the simultaneous isomerization and fermentation (SIF) of xylose by a native Saccharomyces cerevisiae strain co-encapsulated with xylose isomerase for 2G ethanol production. BIOMASS & BIOENERGY, v. 119, p. 277-283, . (11/05543-7, 08/56246-0)