Produção de bioetanol por uma cultura mista de leveduras a partir de um substrato misto de alfarroba e soro de queijo

Dissertação de Mestrado, Engenharia Biológica, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014

Esta dissertação é focada na produção de bioetanol a partir de resíduos e de efluentes industriais numa perspetiva de reutilização e de obtenção de um biocombustível de 2ª geração. Um dos maiores desafios na produção de etanol tem sido a diminuição dos custos de produção, para que o preço final para o consumidor seja economicamente competitivo. Uma das soluções está associada à utilização de matérias-primas de baixo custo, como a polpa da alfarroba proveniente da indústria transformadora e o efluente, soro do queijo proveniente da indústria de lacticínios. A estratégia utilizada visa a preparação de um substrato misto enriquecido em açúcares fermentáveis, selecionando a melhor proporção de alfarroba em soro do queijo. Para obtenção do substrato misto foram testadas três proporções alfarroba (peso): soro do queijo (volume), correspondentes a 20, 30 e 40 % (p/v) e dois tempos de extração diferentes, 1 e 2 h, com o solvente, soro do queijo, com e sem proteína. O resultado mais favorável foi obtido com a proporção 40 % (p/v), contendo uma concentração total de açúcares de 189,66 ± 6,96 g/L. A cultura mista composta pelas leveduras Saccharomyces cerevisiae LEBA-1 e Kluyveromyces lactis CBS 2360, foi estudada em diferentes proporções e condições de açúcar, bem como através de ensaios que visam investigar a produção de toxinas killer por parte das estirpes celulares. Os resultados indicam que não existe atividade killer nas condições operacionais de fermentação e a proporção de leveduras na população mista utilizada é composta por 50 % S. cerevisiae: 50 % K. lactis. Estudos de arejamento, micro-arejamento e anoxia foram realizados em reator biológico de 3-L (STR) em diferentes modos de operação. Nas fermentações batch, foram consumidos de 74 a 81 % de açúcares totais, com rendimentos entre 38–48 % e uma concentração de etanol máxima de cerca de 71 g/L. Na fermentação realizada em fed-batch, a concentração máxima de etanol aumentou para cerca de 84 g/L.