Estudo de recuperação xilitol produzido por fermentação do hidrolisado de bagaço de cana-de-açucar utilizando zeolitas

Autor(es)

Tihany Morita Antero dos Santos

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de Alimentos
• Data de defesa: 2004-12-13

Membros da banca

Francisco Maugeri Filho; Cesar Costapinto Santana; Eliana Setsuko Kamimura; Helia Harumi Sato; Maria Lucia Gonsales da Costa Araujo; Maria das Graças de Almeida Felipe; Maria Isabel Rodrigues

• Orientador: Francisco Maugeri Filho

Resumo

O xilitol é um açúcar-álcool com ampla utilização na indústria alimentícia, porém mesmo sendo numerosos os estudos sobre a sua produção a partir da fermentação de hidrolisados hemicelulósicos, poucos são os trabalhos que tratam da sua separação e purificação. O objetivo principal deste trabalho é, portanto, desenvolver uma metodologia de separação do xilitol dos compostos remanescentes no meio fermentado obtido por fermentação do hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar por Candida guilliermondii. Inicialmente, ensaios conduzidos com as zeólitas Na86X, Baylith 415 e Baylith WE 894 em diferentes formas catiônicas permitiram constatar a maior eficácia das zeólitas NaWE e BaWE na adsorção do xilitol e posteriormente, o uso de colunas de leito fixo empacotadas com estas duas zeólitas em diferentes granulometrias, a 30 e 50 ºC, revelou que a separação do xilitol foi superior com o uso da zeólita BaWE com partículas de 53-125 µm a 50 ºC. Estas condições foram empregadas na determinação da constante de equilíbrio deste composto usando a resposta a pulsos cromatográficos, sendo o valor obtido igual a 1,03. Os efeitos da temperatura, da velocidade superficial e da razão volume de pulso/volume de leito (Vp/Vl) sobre a separação do xilitol foram investigados através de análise estatística de experimentos delineados por um planejamento fatorial 23, que revelou que a condição mais favorável para separar o xilitol envolve o uso de temperatura de 80 ºC, velocidade superficial de 0,5 cm.min-1 e Vp/Vl igual a 0,2. O emprego de etanol e acetona em diferentes concentrações como eluentes permitiu concluir, após avaliação das eficiências obtidas e do custo dos mesmos, que o etanol a 30 % é o eluente mais adequado para ser utilizado na separação do xilitol. Após a determinação dos parâmetros de separação em meio sintético, iniciaram-se os testes com meio fermentado, obtido da fermentação de hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar com Candida guilliermondii. Dentre as metodologias empregadas na destoxificação deste meio, o uso de resinas de troca iônica foi o mais eficiente, permitindo obter maiores parâmetros fermentativos. A avaliação da separação do xilitol obtido por fermentação foi realizada variando-se o número de colunas e o volume do pulso e os melhores resultados foram obtidos utilizando-se 2 e 3 colunas de zeólita BaWE alimentadas com volume de pulso igual a 8 % do volume do leito. Apesar das eficiências de separação terem sido superiores com 3 colunas, verificou-se que a porcentagem de xilitol nas frações enriquecidas e a quantidade recuperada deste poliol foram somente ligeiramente superiores às obtidas em sistema com 2 colunas (0,5 e 2,1 % superiores, respectivamente). Além deste fato, o sistema de 2 colunas contribuiu para uma eluição mais rápida dos compostos e requereu menor volume de eluente. Estas observações permitiram concluir que dentre os sistemas experimentais avaliados, o composto por 2 colunas de zeólita BaWE com altura total de leito de 89 cm, alimentadas com volume de pulso igual a 8 % do volume do leito, a 80 ºC e 0,5 cm.min-1 conduziu a uma melhor separação do xilitol. Nestas condições obteve-se uma fração com 97,28 % de xilitol, 0,84 % de arabinose, 0,82 % de xilose e 0,54 % de arabitol e eficiências de separação de 3,17 e 2,72 com relação a arabinose e a xilose, respectivamente (AU)

• Processo FAPESP: 99/11088-7 - Estudo da recuperação do xilitol produzido por fermentação a partir do hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar
• Beneficiário: Tihany Morita Antero dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado