O esgotamento dos combustíveis fósseis acelerou a mudança global para a utilização do bioetanol como uma fonte alternativa de combustível. A indústria de produção de bioetanol atualmente depende de matérias-primas de primeira geração, como açúcar e amido, competindo com a indústria alimentícia que os utiliza como fontes de alimentos e levantando preocupações significativas quanto aos impactos socioeconômicos e ambientais. Matérias-primas de segunda geração, como biomassa lignocelulósica, oferecem vantagens sobre as matérias-primas de primeira geração, pois são muito promissoras como fontes de carboidratos de baixo custo, não comestíveis e abundantes. A biomassa lignocelulósica proveniente de materiais agrícolas como palha de trigo, casca de arroz, palha de arroz, cascas de frutas, resíduos alimentares, bagaço de cana-de-açúcar, espigas de milho, cascas de coco e cascas de amendoim é promissora como matéria-prima valiosa para aumentar o valor por meio de vários processos.
Palmeiras velhas ganharam muita atenção nos últimos anos devido aos abundantes resíduos lignocelulósicos na Tailândia. Essas árvores têm uma vida útil produtiva média de aproximadamente 25 a 30 anos. Aproximadamente 1,44 milhões de toneladas de troncos de palmeiras velhas derrubadas (OPTs) são geradas, tornando-as fontes significativas de biomassa. A OPT pode ser separada em duas porções principais: líquida e sólida. A seiva da palmeira (OPS) é espremida líquida da OPT. Ela contém uma grande quantidade de açúcares fermentáveis, nitrogênio, minerais e vitaminas. Pode ser considerada uma fonte de nutrientes de baixo custo para microrganismos. A porção sólida obtida após a espremida da OPS, ou seja, a fibra OPT, é biomassa lignocelulósica, composta principalmente de celulose, hemicelulose e lignina. Devido à estrutura complexa da lignocelulose dificultar sua conversão, os pesquisadores estão explorando várias técnicas de pré-tratamento seguidas de hidrólise para quebrar essa substância complexa e convertê-la em unidades simples de açúcar. Portanto, a fibra OPT precisa ser pré-tratada e hidrolisada em açúcares fermentáveis e suplementada com fontes de nitrogênio antes da fermentação por microrganismos.
A sacarificação e fermentação simultâneas (SSF) se destacam como uma abordagem eficaz para a produção de bioetanol lignocelulósico, pois podem reduzir o efeito inibitório do produto final na hidrólise enzimática e diminuir o tempo geral de produção e os custos de investimento. No entanto, atingir um rendimento substancial de etanol requer altas concentrações de açúcar. Portanto, a biomassa lignocelulósica precisa ser pré-tratada para romper sua estrutura rígida e melhorar a acessibilidade de enzimas celulolíticas em direção às fibras de celulose para aumentar a geração de açúcares fermentáveis a partir da biomassa. Um método de pré-tratamento apropriado para biomassa lignocelulósica depende de fatores como características da biomassa, produto final desejado e viabilidade econômica. Recentemente, uma estratégia verde de proteção e fracionamento de lignina in situ foi proposta para atualizar e usar todos os componentes na biomassa lignocelulósica. Entre os métodos de pré-tratamento comumente usados, o pré-tratamento com ácido diluído é considerado particularmente adequado para aplicações em larga escala. O pré-tratamento com ácido diluído emprega íons hidrônio para acelerar o processo de extração da hemicelulose. Quando o íon hidrônio é liberado devido à alta temperatura de reação, as ligações O-glicosídicas e os grupos acetil se quebram, resultando em despolimerização parcial. Como uma quantidade considerável de açúcares fermentáveis da celulose e da hemicelulose são tipicamente liberados na fração líquida durante o pré-tratamento com ácido, é mais desejável utilizar toda a pasta pré-tratada com ácido (frações sólida e líquida juntas).
Embora as fibras OPS e OPT tenham sido utilizadas separadamente como fontes de nutrientes para microrganismos, não houve tentativa de utilizar eficientemente ambas as porções. Além disso, também devem ser desenvolvidas estratégias para aumentar a disponibilidade de açúcar fermentável durante o SSF da fibra OPT para atingir elevados rendimentos de etanol. Este estudo teve como objetivo valorizar eficientemente a fibra OPS e OPT para a produção de bioetanol seguindo o conceito de desperdício zero. Várias estratégias para melhorar a produção de bioetanol foram tentadas. Estes incluem (i) a concentração de OPS para aumentar a concentração de açúcar; (ii) a utilização combinada de OPS e fibra OPT através de SSF; (iii) SSF de lote repetido de fibra OPT; (iv) a utilização combinada de OPS e fibra OPT pré-tratada através de SSF. Posteriormente, o caldo fermentado após recuperação do etanol, rico em xilose, foi utilizado para produção de ácido lático.
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