Produção de etanol por fermentação VHG em batelada alimentada com misturas de caldo de sorgo sacarino e melaço de cana-de-açúcar

Abstract

Com um movimento global visando a descarbonização das matrizes energéticas, a busca por alternativas para produção de energia limpa tem ganhado força. No Brasil, a biomassa de cana-de-açúcar é responsável pela maior porcentagem de energia renovável produzida na matriz energética do país. Porém, a indústria sucroalcooleira encontra desafios, como os períodos de entressafra da cana, onde sua atividade é reduzida por falta de matéria-prima; bem como o volume de vinhaça produzido por litro de etanol. Visando oferecer alternativas para tais desafios, o presente trabalho propõe o uso da fermentação em Altíssima Gravidade (do inglês, Very High Gravity, ou VHG) em batelada alimentada, com o emprego de melaço de cana e caldo de sorgo sacarino para a produção de etanol. Foi avaliado o desempenho fermentativo da levedura Saccharomyces cerevisiae em diferentes composições de mosto (mistura de melaço e caldo de sorgo, caldo de sorgo, melaço diluído em água destilada e meio sintético similar ao melaço) e em diferentes condições de gravidade (normal e VHG). Também foi avaliado o limite de produção máxima de etanol, a fim de avaliar a inibição por produto durante uma fermentação com mistura de melaço e caldo de sorgo, à 30 °C. A inibição foi observada às 40 horas de fermentação, onde a concentração de etanol era de 122,21 g/L. O desempenho em fermentação VHG em batelada alimentada foi observado com diferentes tempos de alimentação (9 e 11 horas) e diferentes concentrações iniciais de inóculo (50 e 130 g/L) a fim de observar os melhores parâmetros para o uso do mosto. A melhor condição foi observada na fermentação com 11 horas de alimentação e 50 g/L de células no inóculo, produzindo 115,19 g/L de etanol. Por último, foi realizada uma fermentação combinando o tempo de alimentação de 11 horas e um inóculo de alta densidade celular. Foram obtidos 122,35 g/L de etanol em 30 horas, alcançando assim o valor máximo de produção de etanol. Os resultados indicam que a associação do caldo de sorgo ao melaço não resultou em grandes ganhos em desempenho fermentativo, porém as variáveis tempo de alimentação e densidade celular do inóculo mostraram exercer grande influência no alcance do valor máximo de etanol.