MODELAGEM CINÉTICA DA HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DA PALHA DE CANA-DE-AÇÚCAR PRÉ-TRATADA

MODELAGEM CINÉTICA DA HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DA PALHA DE CANA-DE-AÇÚCAR PRÉ-TRATADA

ANGARITA, J. D.; SOUZA, R. B. A.; CRUZ, A. J. G.; BISCAIA JR, E. C.; SECCHI, A. R.

Artigo:

Um modelo semimecanístico multireacional foi usado para descrever a hidrólise enzimática da palha de cana de açúcar (PCA) pré-tratada hidrotermicamente. O modelo considera a reação de conversão homogênea da celobiose em glicose, duas reações heterogêneas para a conversão de celulose em celobiose e glicose, conversão da hemicelulose em xilose, inibição competitiva da enzima pelos produtos da hidrólise e uma isoterma tipo Langmuir para descrever a adsorção da enzima no substrato. O software EMSO foi utilizado para estimar os parâmetros do modelo a partir de uma condição de referência (15% m/v de sólidos e 10 FPU/g-celulose de enzima). O modelo mostrou ter capacidade para predizer o comportamento da hidrólise de PCA em diferentes condições de carga de sólidos (10-20% m/v), concentrações de enzima (5-60FPU/g-celulose) e cargas iniciais de açúcares (glicose de 30 e 60g/l, celobiose e xilose de 10g/l). Uma simplificação nos parâmetros do modelo, baseada nos fundamentos da cinética enzimática mostrou ser uma boa opção para superar a alta correlação paramétrica referida na literatura para este tipo de modelo, sem afetar a acurácia nas predições. O modelo tem o potencial de ser utilizado em aplicações de projeto de reatores, simulação e otimização dentro do processo de produção do etanol de segunda geração.

Um modelo semimecanístico multireacional foi usado para descrever a hidrólise enzimática da palha de cana de açúcar (PCA) pré-tratada hidrotermicamente. O modelo considera a reação de conversão homogênea da celobiose em glicose, duas reações heterogêneas para a conversão de celulose em celobiose e glicose, conversão da hemicelulose em xilose, inibição competitiva da enzima pelos produtos da hidrólise e uma isoterma tipo Langmuir para descrever a adsorção da enzima no substrato. O software EMSO foi utilizado para estimar os parâmetros do modelo a partir de uma condição de referência (15% m/v de sólidos e 10 FPU/g-celulose de enzima). O modelo mostrou ter capacidade para predizer o comportamento da hidrólise de PCA em diferentes condições de carga de sólidos (10-20% m/v), concentrações de enzima (5-60FPU/g-celulose) e cargas iniciais de açúcares (glicose de 30 e 60g/l, celobiose e xilose de 10g/l). Uma simplificação nos parâmetros do modelo, baseada nos fundamentos da cinética enzimática mostrou ser uma boa opção para superar a alta correlação paramétrica referida na literatura para este tipo de modelo, sem afetar a acurácia nas predições. O modelo tem o potencial de ser utilizado em aplicações de projeto de reatores, simulação e otimização dentro do processo de produção do etanol de segunda geração.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0556-24965-140840

Referências bibliográficas

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Como citar:

ANGARITA, J. D.; SOUZA, R. B. A.; CRUZ, A. J. G.; BISCAIA JR, E. C.; SECCHI, A. R.; "MODELAGEM CINÉTICA DA HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DA PALHA DE CANA-DE-AÇÚCAR PRÉ-TRATADA", p-11551-11558. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-0556-24965-140840