Modelagem matemática do processo de hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar

Autor(es)

João Moreira Neto

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
• Data de defesa: 2016-01-06

Membros da banca

Aline Carvalho da Costa; Rubens Maciel Filho; Reginaldo Guirardello; Charles Dayan Farias de Jesus; Edvaldo Rodrigo de Morais

• Orientador: Aline Carvalho da Costa

Resumo

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e validação de um modelo cinético para predizer a hidrólise enzimática de bagaço de cana submetido aos pré-tratamentos hidrotérmico (BH) e organossolve (BO). Foram incorporados ao modelo cinético os fenômenos de adsorção das enzimas celulase e ?-glicosidase no BH e BO, além da inibição enzimática pelos açúcares gerados. Os ensaios de adsorção mostraram que não houve adsorção de ?-glicosidase em celulose e lignina. O aumento da concentração de sólidos não teve impacto na adsorção de celulase nas diferentes biomassas para velocidades de agitação superiores a 150 rpm e o tempo de equilíbrio de adsorção foi em torno de 2 horas para o BH e BO. As isotermas de adsorção da celulase em amostras de BH e BO coletadas em diferentes tempos de hidrólise mostraram que a adsorção máxima da enzima no substrato diminui com o decorrer da reação. Os gráficos de Lineweaver-Burk obtidos nos ensaios de velocidade inicial mostraram que o mecanismo de inibição da enzima ?-glicosidase por glicose e o mecanismo de inibição da enzima celulase por glicose e xilose são ambos do tipo competitivo. A estimação simultânea dos parâmetros cinéticos do modelo foi realizada por meio do algoritmo genético PIKAIA. Os dados utilizados no procedimento de estimação de parâmetros e validação do modelo foram perfis experimentais de celulose, celobiose, glicose e xilose obtidos do processo de hidrólise enzimática em batelada com variação na concentração de sólidos (4, 6, 8, 10, 12 e 15% m/v). O modelo ajustado foi capaz predizer de forma acurada o conjunto de dados experimentais de BH e BO (AU)

• Processo FAPESP: 11/02743-5 - Modelagem matemática e otimização do processo de hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar em batelada alimentada
• Beneficiário: João Moreira Neto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado