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Fermentação de lignocelulose por bactérias termofílicas em alta concentração de sólidos: experimentos de diagnóstico com o objetivo de identificar fatores que diminuem o desempenho em sólidos elevados

Processo: 21/05398-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de junho de 2021
Situação:Interrompido
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química
Pesquisador responsável:Lee Howard Lynd
Beneficiário:Isabela Uematsu Zambello
Instituição-sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:18/25682-0 - Laboratório de biocombustíveis avançados de segunda geração, AP.SPEC
Bolsa(s) vinculada(s):21/11492-8 - Fermentação de lignocelulose por bactérias termófilas em altas concentrações de sólidos, BE.EP.DD
Assunto(s):Biotecnologia   Bioengenharia   Fermentação   Lignocelulose   Etanol   Reatores biológicos   Clostridium thermocellum   Hidrólise   Hemicelulose

Resumo

Para serem economicamente viáveis, os processos de produção de biocombustíveis 2G atuais e previstos apresentam porcentagem de sólidos entre 15 e 20% m/m em base seca, fornecendo títulos de etanol de 5 a 7% em peso. Um dos fatores limitantes para o processo é a alta viscosidade do meio contendo lignocelulose, que impedem todo o produto de reagir devido aos problemas associados ao fornecimento de sólidos e de propriedades de mistura. Outro fator limitante ocorre devido aos baixos títulos de etanol, que aumentam os custos da fermentação e da destilação. Operar o C-CBP com alta carga de sólidos acarreta em desafios de Engenharia e Biologia. Biorreatores alimentados continuamente serão usados para operar com cargas de sólidos maiores do que as que podem ser acomodadas operando em batelada (limitado a < 100 g/L). O microrganismo C. thermocellum não fermenta açúcares do tipo pentose, embora seu sistema de celulases solubilize prontamente a hemicelulose. Assim, monoculturas de C. thermocellum crescendo em lignocelulose acumulam produtos de hidrólise de hemicelulose solúveis, que são conhecidos por inibir a atividade da celulase. Co-culturas definidas de C. thermocellum e um microrganismo fermentador de hemicelulose, como T. thermosaccharolyticum, serão investigadas como um meio de sanar esse problema, usando cepas melhoradas, desenvolvidas pela área de Biotecnologia. As cepas submetidas a cultivo prolongado e, consequentemente, a evolução serão avaliadas no projeto "Laboratory Adaptive Evolution" dentro do laboratório A2G. (AU)

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