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Comparative analysis of bioethanol production from sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate by Pichia stipitis NRRL Y-7124 and Candida shehatae UFMG 52.2 HM yeasts aiming its application in bioprocesses with electromagnetic field

Grant number: 11/01226-7
Support Opportunities:Scholarships in Brazil - Doctorate
Start date: August 01, 2011
End date: April 30, 2013
Field of knowledge:Biological Sciences - Microbiology - Applied Microbiology
Principal Investigator:Silvio Silvério da Silva
Grantee:Kelly Johana Dussán Medina
Host Institution: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brazil
Associated research grant:08/57926-4 - Research and development aiming at the integrated exploitation of sugarcane bagasse for the biotechnological production of lignocellulosic ethanol, AP.BIOEN.TEM

Abstract

Embora as perspectivas de escassez de petróleo tenham sido adiadas diversas vezes em função da descoberta de novas reservas, problemas relacionados à instabilidade política e social de importantes países produtores e o conhecimento sobre os efeitos danosos ao ambiente pelo uso de combustíveis fósseis têm motivado a busca mundial pela viabilização do uso de biocombustíveis. Atualmente, o foco é a biomassa visando à obtenção de bioetanol de segunda geração. Neste contexto, o presente projeto tem como objetivo analisar a produção de etanol de segunda geração a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar pelas leveduras Pichia stipitis NRRL Y-7124 e Candida shehatae UFMG HM 52.2 visando a aplicação em bioprocessos com campo eletromagnético. Salienta-se ainda que a importância do presente projeto se dá, não apenas pelo caráter inovador desta pesquisa, mas também pelo fato do bioeletromagnetismo e particularmente biorreatores assistidos por campos eletromagnéticos, constituir uma recente e promissora área de pesquisa dentro do campo da biotecnologia através da qual é possível estudar alternativas que resultem no aumento do rendimento e/ou da produtividade do processo de fermentação alcoólica. Entre as metas a serem alcançadas estão a determinação das condições operacionais de obtenção de etanol em reator agitado empregando células de Pichia stipitis NRRL Y-7124 e Candida shehatae UFMG HM 52.2 e o efeito de campo eletromagnético de baixa freqüência e intensidade, empregando células imobilizadas em suportes com partículas magnéticas. Na primeira etapa, serão realizados experimentos em bateladas simples com hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar de acordo com um planejamento fatorial 23 visando à otimização da produtividade em etanol em função de pH inicial, agitação e vazão de aeração para cada uma das leveduras. Posteriormente, será avaliada a influência dos parâmetros associados aos efeitos do campo eletromagnético no processo, como a, indução magnética e o tempo de exposição, utilizando-se a levedura selecionada na etapa anterior, imobilizada em suporte magnético, em meio sintético (xilose) como substrato. Os resultados serão analisados comparativamente com o processo em biorreator agitado convencional visando discriminar os benefícios desta nova tecnologia para a produção de etanol. Destaca-se que esta proposta está vinculada ao Projeto Temático intitulado "BIO-ETHANOL: RESEARCH AND DEVELOPMENT AIMING AT THE INTEGRATED EXPLOITATION OF SUGARCANE BAGASSE FOR THE BIOTECHNOLOGICAL PRODUCTION OF LIGNOCELLULOSIC ETHANOL", aprovado dentro do PROGRAMA BIOEN-FAPESP no edital Biocombustíveis convênio FAPESP/FAPEMIG.

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Scientific publications (4)
(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)
DUSSAN, KELLY J.; SILVA, DEBORA D. V.; PEREZ, VICTOR H.; DA SILVA, SILVIO S.. Evaluation of oxygen availability on ethanol production from sugarcane bagasse hydrolysate in a batch bioreactor using two strains of xylose-fermenting yeast. RENEWABLE ENERGY, v. 87, n. 1, p. 703-710, . (11/01226-7, 08/57926-4)
DUSSAN, KELLY J.; JUSTO, OSELYS RODRIGUEZ; PEREZ, VICTOR HABER; DAVID, GERALDO F.; SILVEIRA JUNIOR, EURIPEDES GARCIA; DA SILVA, SILVIO S.. Bioethanol Production From Sugarcane Bagasse Hemicellulose Hydrolysate by Immobilized S. shehatae in a Fluidized Bed Fermenter Under Magnetic Field. BioEnergy Research, v. 12, n. 2, p. 338-346, . (11/01226-7, 08/57926-4)
VIRGINIO DA SILVA, DEBORA DANIELLE; MACHADO, EDUARDO; DANELUSSI, OTAVIO; DOS SANTOS, MIQUEIAS GOMES; DA SILVA, SILVIO SILVERIO; DUSSAN, KELLY JOHANA. Repeated-batch fermentation of sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate to ethanol using two xylose-fermenting yeasts. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, v. N/A, p. 11-pg., . (08/57926-4, 11/01226-7)
DUSSAN, KELLY J.; SILVA, DEBORA D. V.; PEREZ, VICTOR H.; DA SILVA, SILVIO S.. Evaluation of oxygen availability on ethanol production from sugarcane bagasse hydrolysate in a batch bioreactor using two strains of xylose-fermenting yeast. RENEWABLE ENERGY, v. 87, p. 8-pg., . (08/57926-4, 11/01226-7)
Academic Publications
(References retrieved automatically from State of São Paulo Research Institutions)