PRODUÇÃO DE BIOETANOL A PARTIR DA BIOMASSA DA MICROALGA DESMODESMUS SP.

Resumo

As microalgas representam uma alternativa para produção de energia em substituição aos combustíveis fósseis, a partir da obtenção de sua biomassa e respectiva conversão em bioenergia. Os principais constituintes moleculares da biomassa microalgal são celulose (35-50%), hemicelulose (20-35%) e lignina (10-25%). Esta associação entre os açÚcares em forma de polímeros (celulose e hemicelulose), recobertos por uma molécula aromática de lignina, forma a microfibrila celulósica, conjunto difícil de ser desestruturado e convertido em monossacarídeos. Dessa forma o objetivo deste trabalho foi a diversificação da produção do bioetanol utilizando biomassa microalgal e a otimização de seus processos, uma vez que, além de biocombustíveis, as microalgas também beneficiam de outras maneiras o meio ambiente com a fixação de CO₂; o tratamento de águas residuais; aproveitamento da biomassa residual para alimentação animal; geração de eletricidade através da incineração e extração de compostos bioativos com aplicações nas áreas de nutrição, farmacêutica e cosmética. Neste estudo foi utilizado a biomassa obtida do cultivo da microalga do gênero Desmodesmus sp. para produção de bioetanol em escala laboratorial, otimizando também condições de pré-tratamento, hidrólise enzimática e fermentação. O pré-tratamento ácido foi realizado através de um planejamento experimental com três fatores variando em dois níveis, com um ensaio no ponto central, onde as variáveis foram concentração da solução de ácido sulfÚrico, proporção massa/volume e tempo de reação. A partir do melhor resultado obtido no pré-tratamento foi realizada a hidrólise enzimática com duas enzimas diferentes a Cellic CTec2 e a Cellic HTec2 da Novozyme, a reação foi acompanhada em períodos de 24 horas durante um total de 72 horas. As amostras do pré-tratamento e hidrólise enzimática foram avaliadas quanto sua quantidade de açÚcares fermentecíveis (glicose, xilose e arabinose) através de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). A fermentação foi realizada com o hidrolisado obtido da melhor condição da hidrólise, para esta etapa utilizou-se: 0,1 g de dihidrogenofosfato de potássio (KH₂PO₄); 0,05 g de sulfato de magnésio (MgPO₄); 0,25 g de extrato de levedura e 50 mL do hidrolisado. Estes foram levados para autoclave a 121ºC por 30 minutos, para evitar a contaminação com microorganismos. Após adicionou-se 0,25 g da levedura Saccharomyces cerevisiae e incubou-se em agitador orbital a 30ºC e 40 rpm, por período de 24 horas, sendo retirada alíquotas de 1 em 1 hora nas primeiras 8 horas e após foram retiradas alíquotas em 12 e 24 horas. Essas amostras foram analisadas também por CLAE. O melhor resultado para o pré-tratamento se deu com a condição de concentração do ácido sulfÚrico 2%, concentração biomassa/volume 5,5% e tempo de 45 minutos, alcançando uma concentração dos açÚcares de 4,34% de glicose; 7,88% de xilose e 3,58% de arabinose. Já na hidrólise enzimática obteve-se melhor desempenho com a enzima HTec2 em relação a enzima CTec2, utilizando uma concentração de 20 FPU por tempo de 48 horas, nesta etapa produziu-se 16,42% de glicose (m/m), dos quais foram fermentados e produzidos 7,94 g L^-1 de bioetanol. Neste trabalho mostrou-se a possibilidade da utilização da biomassa da microalga Desmodesmus sp. para produção de bioetanol, desta forma os resultados demonstram que as microalgas representam uma fonte de monossacarídeos e sugerem uma opção para substituição dos combustíveis fósseis.