Fermentação de lignocelulose por bactérias termofílicas em altas concentrações de sólidos: Experimentos diagnósticos com o objetivo de identidicar fatores que diminuem a perfomance bacteriana na presença de altas concentrações de sólidos.

• Processo: 22/00359-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2022
• Data de Término da vigência: 22 de setembro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Lee Howard Lynd
• Beneficiário: Carla Ferreira dos Santos Vieira
• 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.BIOEN.SPEC
• Assunto(s): Bioetanol Clostridium thermocellum
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioethanol | Clostridium thermocellum | Consolidated Bioprocess | High solids | Second Generation Ethanol | Thermophilic bacteria | Biotecnologia e Bioengenharia

Resumo

Para que a produção de etanol de segunda geração seja viável, o atual e futuro processos de produção devem ter como característica a presença de altas concentrações de sólidos (entre 15 e 20 %) em base seca, correspondendo a concentrações finais de etanol entre 5 e 7 %.As concentrações de sólidos mais elevadas são limitadas pela alta viscosidade do material lignocelulósico não reagido, associada a desafios de mistura e saída do reator. As concentrações de sólidos mais baixas são limitadas pela baixa concentração final de etanol, com aumento de custo tanto da fermentação como da destilação. Operar o bioprocesso consolidado com altas concentrações de sólidos possui desafios taqnto de engenharia como biológicos. Biorreatores alimentados de forma contínua serão usados para operar com concentrações de sólidos mais altas que as usadas em reatores em batelada (limitada a valores menores que 100 g/L. Clostridium thermocellum não é capaz de fermentar pentoses, apesar de seu sistema de celulases solubilizar hemicelulose. Portanto, culturas puras de C. thermocellum cultivadas em lignocelulose acumulam produtos solúveis da hidrólise da hemicelulose, que são conhecidos por inibirem as atividades das celulases. Culturas definidas de C. thermocellum e micro-organismos capases de fermentar a hemicelulose, como Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum, serão investigadas como meio de resolver esse problema, utilizando linhagens melhoradas pela biotecnologia. Linhagens submetidas a longos cultivos, consequetemente ao processo de evolução, serão avaliadas no laboratório de evolução adaptativa do projeto dentro do laboratório A2G.