Fracionamento por processos de membranas do soro de queijo com vista ao uso na produção de bioetanol

Dissertação de mestrado, Engenharia Biológica, Faculdade de Ciências e da Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

O soro de queijo é um efluente da indústria de lacticínios com elevada carga orgânica poluente. Uma forma de tratamento deste efluente é a sua utilização como substrato para a produção de bioetanol de 2ª geração. O objetivo desta tese de mestrado consistiu no fracionamento do soro de queijo de cabra num permeado rico em lactose e num concentrado de proteínas do soro (WPC), resultante do processo de membranas com vista à sua utilização na fermentação. O soro foi pré-tratado através de centrifugação e microfiltração (MF), obtendo-se uma boa clarificação do soro, com a diminuição dos sólidos suspensos de 1310 mg/L para 580 mg/L. Para fracionamento do soro testaram-se duas membranas de ultrafiltração (UF), poliétersulfona e celulose regenerada. A membrana de celulose regenerada permitiu a otimização dos rendimentos de recuperação de proteína (93,3%), de lactose (82,3%), fluxo (0,80±0,013 L/m2.min) e coeficiente de rejeição de proteína (97, 8%). Estudou-se a capacidade fermentativa da levedura Kluyveromyces lactis CBS 2360 utilizando o permeado de soro concentrado (100 g/L de lactose) como substrato e diferentes fontes de azoto: extrato de levedura e peptona (YEP), WPC e na sua ausência. Não se verificaram diferenças significativas nos parâmetros de produção de etanol sendo o rendimento de etanol mais elevado de 0,353±0,010 gEtanol/gLactose e a produtividade mais elevada de 1,12±0,043 g/L.h para o meio suplementado com YEP. Para melhorar as propriedades do concentrado como fonte de azoto realizaram-se ensaios de hidrólise do WPC e de velocidade de hidrólise enzimática. A protease de Aspergillus oryzae e o rácio enzima/substrato de 4:100 apresentou os melhores resultados, com elevada concentração de aminas livres (105,6±0,48 mmol/L) e velocidade de hidrólise mais elevada (3,37±0,087 mmol/L.h). Estudou-se a capacidade fermentativa da levedura utilizando o WPC hidrolisado (HWPC) como fonte de azoto, não se verificando diferenças significativas no rendimento etanólico, sendo o mais elevado 0,476±0,0098 gEtanol/gLactose sem adição de fonte de azoto. No entanto a produtividade foi mais elevada usando HWPC: 1,19±0,006 g/L.h. Concluiu-se que foi possível a conversão total de açúcares em etanol e que não é necessário adicionar fonte de azoto ao soro permeado, pois não há uma melhoria significativa da produção de etanol.