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Utilizando o bagaço da cana como materia prima fazendo o processo de pré-tratamento para a retirada da lignoleculose. A tecnologia DHR emprega um solvente orgânico: etanol-água (70:30) e ácido sulfúrico diluído como catalisador. O solvente desestrutura a forte matriz cristalina do complexo celulose-hemicelulose-lignina. A hemicelulose hidrolisa rapidamente a pentose, a lignina dissolve-se no solvente, ficando a celulose exposta à hidrólise ácida, que agora transcorre rapidamente (5-15 minutos) a 170-190ºC e 20-25 bar. O licor é imediatamente resfriado por evaporação flash, impedindo as reações secundárias de decomposição dos carboidratos e, em sequência, submetido a uma destilação para recuperar e retornar o etanol ao processo. À lignina separa-se durante a deflegmação e o licor final, contendo os açúcares redutores, é recuperado, clarificado e conduzido à Destilaria, para ser fermentado com os mostos açucarados. Utilizado o caldo da cana após a moagem, e destilação para geração do etanol. P fermentação roblema enfrentado no canavial é o brotamento da flor, podendo ser facilmente resolvido com o monitoramento da plantação. O Problema industrial enfrentado no processo está nos impactos ambientais gerados pelos resíduos e quebra eficiente da lignina o que pode ser resolvido usando o processo DHR. 2ºGeração Sacarose : Açucares predominantes Composição de açúcares 1ºGeração " N N cana de açucar x A x N N N Glicose x h Açucares redutores A N N Frutas Frutose N À À N | ? A A ' À Safra: Podendo ser plantada entre safras da cana-de-açúcar para obter melhor aproveitamento do solo. A N À A A N As suas dificuldades na indústria brasileira está nos professos de produção e safra. q Produção: Ao invés de fazer o processos de sacarificação de hidrólise separado, opta pelos método de realização conjunta pois o seu desenvolvimento escala industrial foi eficiente na indústria de etanol de farinha de babaçu no norte do país. Fermentação dos açúcares de cinco carbonos Com a sua matéria prima em destaque sendo o amido sendo convertido em açúcar através da sacarificação (via hidrólise). Composição de açúcares Teor de macro e micronutrientes Teor total de sais Fermentescíveis Monossacarídeos , Não diretamente fermentecíveis Dissacarídeos Ou optar pelo processo de hidrólise enzimática convertidas em açúcares via hidrólise Celulose e a hemicelulose N milho N A ! e Trigo | A 1 Cevada N X N , x Mandioca Batata, batata doce Os processos de moagem, irradiação e extrusão promovem desvantagens de elevado gasto energético e não promovem a extração da lignina, como resolução do problema após a moagem fazer a extração da lignina com o processos de hidrólise enzimática. A hidrólise ácida é usada para a separação da lignina. porém com a utilização de ácidos fortes geram subprodutos prejudiciais à etapa seguinte de fermentação e demandam equipamentos mais resistentes e caros. Para amenizar os problemas enfrentados nas industrias cabe utilizar o processo de explosão a vapor por ser menos agressivo e mais eficiente para separação dos compostos. Entretanto a pesquisa da Universidade Federal de Minas Gerais com a levedura isolada Candida tropicalis HB61 d apresentou melhor resultado em relação à eficiência de consumo das pentoses, com produção de etanol, a partir da biomassa lignocelulósica. Explosão com CO2 Bagaço da cana e resíduos de amido Resíduos agroflorestais Parâmetros importantes - “» D*, Lignocelulósicos Lixívia Gramíneas O Proálcool (Programa Nacional do Álcool) consistiu em uma iniciativa do governo brasileiro de intensificar a produção de álcool combustível (etanol) para substituir a gasolina. Essa atitude teve como fator determinante a crise mundial do petróleo, durante a década de 1970. Cr Remover a lignina e hemicelulose Explosão a vapor Água quente Explosão de fibra com amoniaco Físico-Químicos Reduzir a cristalinidade da celulose Aumentar a porosidade do material. pirólise (ritos ) Hidrolise ácida Lignina Processo de hidrólise Hemicelulose Hexoses Facilmente fermentadas por Sacharomyces cerevisae quebrada nos seus monômeros constituintes Não são facilmente fermentadas por Saccharomyces cerevisae Pentoses Para aprimorar as plantas industriais e diminuir os custos, tem-se procurado por linhagens de leveduras com características diferentes, como as chamadas leveduras floculantes que espontaneamente se juntam e formam flocos após converter açúcar em etanol, concentrando-se no fundo dos reatores, melhorando a etapa de centrifugação. A empresa Prozyn desenvolveu um linha FlocoMax, compostas por enzimas que agem diretamente na parede celular das leveduras. Endoglicanases | enzimas | hidrólise enzimática Exoglicanases E-glicosidases Contexto brasileiro Fatores de crescimento pH e poder-tampão do substrato Presença de microrganismos potencialmente competidores do agente da fermentação Teor de sólidos insolúveis Presença de compostos tóxicos ou inibidores Batelada simples Batelada alimentada . Contínuo Bioprocessos Bioetanol Fórmula Molecular Fermentação alcoólica Fermentação láctica Fermentação acética O processo de fermentação alcoólica industrial é caracterizado por um intenso reciclo das células de leveduras, com constante exposição a baixos valores de pH tanto no mosto quanto no pré-fermentador. Isto induz um constante estresse ácido que leva a diminuição da viabilidade celular no processo. Para resolver esse problema o melhoramento geneticos de leveduras como a saccharomyces cerevisiae e Kluyveromyces marxianus estão sendo realizados em laboratórios e levados para as indústrias. Formas de condução Por consistir na transformação do açúcar em etanol envolvendo 12 reações em sequencia ordenada se o ambiente não for mantido de forma adequada o produto em formação final pode ser outro, problema enfrentado na indústria pode ser resolvido com melhor controle do ambiente. Aspectos bioquicos Preparo e correção de mostos Preparo de fermentaçao Bactérias Leveduras Preparo do meio Preparo do inóculo e sua propagação Zymomonas mobilis Saccharomyces cerevisiae Está etapa do processo esta em escolher qual tipo de mosto se adequa melhor ao processo fermentativo de acordo com a meteria prima. Rico em sacarose e em açúcares redutores Convenientemente diluído para sofrer a fermentação alcoólica Preparo do mosto com o melaço enfrenta problemas em sua concentração e ocorrência de infecções afetando a fermentação, portanto o processo mais conveniente seria o mosto de caldo para a cana de açúcar cujo o processo de clarificação facilita todo o Caldo Cana-de-açucar Melaço Misto Está etapa é realizada em pequenas quantidades, onde uma cultura pura é inoculada diretamente no meio, em condições ótimas para seu crescimento. Depois do crescimento inicial, o mosto é levado a grandes dornas ou fermentadores. Diluição: modo contínuo Mostos muito diluídos. Mostos muito concentrados Ambas as condiçoes devem ser observadas com cuidado pois o preparo no inoculo esta na escolha da levedura correta para ocorrer a fermentação e os problemas industriais que ocorrem na sua propagação podem ser a contaminação do mosto, podendo ser facilmente resolvido com o monitoramento do processo processo, e ameniza os problemas nas indústrias de limpeza das colunas de destilação. Ainda não possui utilização escala industrial para saber os seus problemas apenas que possui uma pequena faixa de tipos de substrato, mas as pesquisas sobre a sua produtividade de etanol da Z. mobilis é bem alta, podendo ser cinco vezes maior do que a da 5. cerevisiae. Outras vantagens da Z. mobilis na produção de etanol são: tolerância a altas concentrações de açúcares, baixo custo de produção e a habilidade de fermentar açúcares a baixo pH, pois é tolerante à ácido, podendo fermentar numa faixa de pH 3,5 a 7,5 Amplamente utilizada nos processos de fermentação etanólica, devido seus aspectos bioquímicos vantajosos, a etapa que se encaixa na indústria é o preparo do inóculo e sua propagação. Para os processos de fermentação terem o máximo de eficiência houve o desenvolvimento da técnica do “genome shuffling” para combater os desafios industriais no monitoramento do ambiente para não perder ou adicionar mais leveduras no mosto. A técnica consiste em misturar todo o genoma para melhorar fenótipos de leveduras industrialmente desejáveis sem o conhecimento dos determinantes genéticos. Usando esta técnica, é possível obter linhagens valiosas que podem tolerar condições ambientais severas, tais como alta concentração de açúcar, temperatura elevada e produtos tóxicos e inibidores de fermentação. O experimento da técnica buscou-se explorar o material genético de 3 linhagens de Saccharomyces cerevisiae (CAT-1, PE-2 e SA-1), selecionadas de ambiente industrial de produção de etanol, e com grande capacidade de implantação nas destilarias. Estas linhagens se mostram extremamente tolerantes a estresses quando comparadas com outras igualmente empregadas pela indústria. Coincidentemente a capacidade de sobrevivência e implantação nas destilarias é marcadamente mais elevada para as linhagens CAT-1, PE-2 e SA-1 (BASSO et al., 2008). Dessa forma tais linhagens foram esporuladas e os haplóides resultantes foram empregados para gerar uma diversidade genética, a partir da qual se pretendeu selecionar variantes com tolerância para a fermentação alcoólica com alto teor de etanol. 
