dc.creator | Araujo, Raiara Boessio | |
dc.date.accessioned | 2023-08-03T15:42:16Z | |
dc.date.available | 2023-08-03T15:42:16Z | |
dc.date.issued | 2019-01-25 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29838 | |
dc.description.abstract | The state of Rio Grande do Sul is the major national rice producer and generates each
year large volumes of rice husk (RH) ̶ a left-over biomass with no controlled
destination, composed essentially by lignin, cellulose and hemicellulose, and making up
to 20% of the initial volume of the whole product. As a lignocellulosic biomass, RH can
actually be converted in to biotechnological products with high added value, among
them, bacterial cellulose (BC), a technological polymer with a plethora of applications
(medical, food, material sciences). Aiming to yield BC, the pretreated RH (0,297 mm,
washed) was submitted to alkaline hydrolysis using 6.5% NaOH solution w v-1, 35 min
reaction and 80 °C. After this, a CCRD was set to verify which experiment would led to
the highest concentration of fermentable sugars in hydrolysate. The experiments were
carried out with dilute H2SO4 and HCl solutions, bring about as best condition 3.7%
H2SO4
solution, 40 min reaction and 160 °C, ensuing a sugar production of 19,64 g
glucose L-1. After that, the hydrolysate was treated by passing through activated carbon
to eliminate interferers formed during the hydrolysis. The treated hydrolysate was then
analyzed by HPLC-RID and concentrations up to 24.0 g glucose L-1 were obtained. This
treated hydrolysate was used as fermentative medium for the production of CB by
Gluconacetobacter hansenii (ATCC 23769). Preliminary tests using ozone as
hydrolysate detoxificant indicate absence of sugar degradation during the ozonation, as
well as no influence over the sugar consumption during the fermentation stage, which
allows anticipating a good chance using it. Pronal®, yeast extract, ammonium sulfate
and urea were tested as nitrogen sources (from 2 to 6 g L-1) and the best results
obtained after a multivariate fermentation trial indicate the yeast extract and urea as the
ultimate sources for bacterial cultivation. In the end stage of characterization of the
extracted product, techniques such as FTIR, XRD and AFM were employed. Finally, a
brief economic assessment was proposed; together with the good results obtained, it
can summarized that RH can be looked as a viable biomass to be converted in CB ̶
fitting well within the contemporary biorefinery concept. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Casca de arroz | por |
dc.subject | Hidrólise | por |
dc.subject | Fermentação | por |
dc.subject | Gluconacetobacter hansenii | por |
dc.subject | Rice husk | eng |
dc.subject | Hydrolysis | eng |
dc.subject | Fermentation | eng |
dc.title | Conversão biotecnológica de casca de arroz em celulose bacteriana | por |
dc.title.alternative | Biotechnological conversion of rice husk in bacterial cellulose | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | O estado do Rio Grande do Sul é o maior produtor nacional de arroz, gerando grandes
volumes de casca de arroz (CA), uma biomassa composta por lignina, celulose e
hemicelulose, que não tem destino adequado, corresponde a 20% do volume inicial. Como
biomassa lignocelulósica, a CA tem potencial para ser convertida em produtos
biotecnológicos com valor econômico agregado, entre eles, celulose bacteriana (CB),
polímero que conta com inúmeras aplicações (medicinal, alimentos, novos materiais). Com
este objetivo, a CA pré-tratada (cominuída à 0,297 mm, lavada), foi submetida à hidrólise
alcalina com solução de NaOH 6,5 % m v-1 por 35 min, a 80 °C. Após isto, foi aplicado
DCCR para verificar a melhor condição que resultaria na maior concentração de açúcares
fermentescíveis no hidrolisado. Os experimentos foram feitos com solução diluída de H2SO4
e HCl, obtendo-se como condição ótima 40 min de processo, 160° C e solução de H2SO4
3,7%, resultando produção de açúcares de 19,64 g glicose L-1. Após isto, o hidrolisado foi
tratado com carbono ativado para eliminação de interferentes formados no processo. O
hidrolisado final foi analisado por HPLC-RID, obtendo-se concentração máxima de 24,0 g
glicose L-1. Este hidrolisado foi usado como meio fermentativo para a produção CB com
Gluconacetobacter hansenii (ATCC 23769). Ensaios preliminares usando ozonização
como técnica de destoxificação do hidrolisado indicaram ausência de degradação dos
açúcares durante o processo, bem como consumo dos açúcares durante a etapa
fermentativa, o que atesta a possibilidade de uso do ozônio como destoxificante. Foram
testados Pronal®, extrato de levedura, sulfato de amônio e uréia como fontes de nitrogênio
(2 a 6 g L-1), e os melhores resultados obtidos por testes multivariados de fermentação
indicam que o extrato de levedura e a uréia são as melhores fontes para o cultivo
bacteriano. Determinou-se multivariadamente que 5% de extrato de levedura é a melhor
suplementação para o meio de cultivo. A caracterização final do produto extraído foi feita
com o emprego de técnicas como FTIR, XRD e AFM. Ao final, breve balanço econômico foi
formulado, que, juntamente com os bons resultados, comprovam a viabilidade do emprego
da biomassa CA na bioconversão à CB ̶ o que se insere bem no contexto contemporâneo
de biorefinaria. | por |
dc.contributor.advisor1 | Martins, Ayrton Figueiredo | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2113532494494821 | por |
dc.contributor.referee1 | Bizzi, Cezar Augusto | |
dc.contributor.referee2 | Bevilaqua, Daiane Balconi | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/5869599826067118 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Química | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |