BRPI1000997B1

BRPI1000997B1 - Processo para a produção de etanol, a partir de biomassa residual oriunda da indústria de celulose

Info

Publication number: BRPI1000997B1
Application number: BRPI1000997-3A
Authority: BR
Inventors: Luiz André Felizardo Silva Schlittler; Luiz Claudio Souza Carlos; Edelvio De Barros Gomes; Neumara Luci Conceição Silva; Nei Pereira Junior
Original assignee: Universidade Federal Do Rio De Janeiro
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2022-05-03
Also published as: WO2011127545A1; BRPI1000997A2

Abstract

PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE ETANOL A PARTIR DE BIOMASSA RESIDUAL ORIUNDA DA INDÚSTRIA DE CELULOSE A presente invenção pertence ao campo da engenharia química e tem como objeto principal um processo para a produção de etanol a partir da biomassa residual oriunda da indústria de celulose, em que a biomassa é processada em um vaso reacional único, onde a hidrólise enzimática e a fermentação (sacarificação) ocorrem de forma simultânea dentro de condições propícias. A invenção também trata do etanol produzido de acordo com o processo aqui descrito.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção pertence à área da engenharia química e refere-se a um processo para a produção de etanol a partir da biomassa residual oriunda da indústria de celulose, mais especificamente, à utilização de fibras celulósicas fora da especificação como matéria-prima, que são submetidas à hidrólise enzimática e fermentação de forma simultânea em um vaso reacional único.

A invenção refere-se, também, ao etanol produzido por este processo.

ANTECEDENTES

O intenso uso de veículos automotores contribui para o aumento do efeito estufa. Uma das estratégias para a redução na emissão de gases poluentes é a substituição dos combustíveis fósseis por bicombustíveis. Neste contexto, o emprego do etanol como combustível para automóveis de passeio no Brasil, vem apresentando contribuição significativa para a redução das emissões de CO2 pelo país. Estima-se que entre 1975 e 1998 o uso do etanol como combustível no Brasil, possa ter evitado a emissão de 385 milhões de toneladas de CO2 para a atmosfera.

O Brasil ingressou no desenvolvimento de tecnologia dos bicombustíveis em 1975, com o início do Programa Nacional do Álcool - Proálcool. O desenvolvimento tecnológico automotivo e da produção de álcool, transformou o Brasil no segundo maior produtor mundial de etanol, sendo o País que mais consome este biocombustível no mundo.

Atualmente, o Brasil emprega o álcool hidratado para mover automóveis movidos exclusivamente a álcool, automóveis bicombustíveis portadores da tecnologia Flex-fuel, além de também ser adicionado à gasolina na proporção de 25%. Somente a adição de etanol à gasolina proporciona uma redução de 11% nas emissões de CO2 para a atmosfera.

A maior parte do álcool produzido no País é proveniente da cana-de- açúcar, que após ser moída e prensada produz um caldo rico em glicose que é fermentado, geralmente por leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae, transformando-se em álcool etílico ou etanol. Este processo é basicamente o mesmo utilizado para a produção de cachaça.

Embora eficiente, este processo tem produtividade limitada ao tempo da safra da cana-de-açúcar que não deve ser armazenada por muito tempo, para evitar a degradação natural do açúcar armazenado pela planta. Além disso, a única forma de aumentar a produção de álcool fica limitada ao aumento da área de plantio da cana-de-açúcar.

Uma alternativa para aumentar a produção de álcool sem a necessidade de aumentar-se a área de plantio decorre do desenvolvimento de processos de produção de etanol a partir de matérias ricas em compostos lignocelulósicos, provenientes da agroindústria e da indústria madeireira. Os principais rejeitos empregados como fonte de celulose neste processo são a casca de arroz, o bagaço de cana-de-açúcar, pó de serra, palha de milho e madeiras como eucalipto, pinheiros e outros.

A primeira tentativa em laboratório, de conversão da biomassa em etanol, foi feita na Alemanha em 1898. O processo envolvia uma etapa de hidrólise ácida para sacarificar os polissacarídeos aos seus monômeros; o rendimento inicial era de 76 litros de etanol por tonelada seca de madeira, sendo aperfeiçoado, nos anos seguintes, proporcionando o aumento do rendimento para cerca de 190 litros de etanol por tonelada de madeira seca.

O Brasil buscou tecnologias para a produção de álcool a partir da celulose no final da década de 1970; na ocasião, optou por uma tecnologia importada da Rússia e criou a Coalbra - Coque e Álcool da Madeira S/A, instalando em Uberblândia, no início de 1980, uma usina experimental com capacidade de produção de 30.000l/dia de etanol, utilizando, para tanto, a floresta de eucalipto existente no triângulo mineiro.

O processo adotado foi o de hidrólise ácida (ácido sulfúrico ou clorídrico diluído), e previa-se a produção de 150 a 160 litros de etanol por tonelada de madeira seca e vários produtos. Os resultados, porém, não foram satisfatórios devido à dificuldade de transferência da tecnologia, ao tipo de madeira utilizada e às dificuldades no processo fermentative. Isto causou a desativação da usina e extinção da Empresa em 1986.

Os primeiros documentos de patente brasileiros referentes a processos de produção de etanol a partir da biomassa lignocelulósica foram: PI8000394-0 que descreve uma destilaria integral para produção de etanol a partir de componentes vegetais lignocelulósicos; PI8003554-0 referente a um processo de produção de etanol a partir de resíduos vegetais e outros materiais celulósicos; PI8102802-4 referente a um equipamento e processo para a produção de etanol por hidrólise ácida contínua dos componentes lignocelulósicos; PI8203026-0 referente a um aperfeiçoamento do equipamento e processo descritos no PI8102802-4; PI8501790-6 referente a um processo integrado para a produção de etanol e ração animal por hidrólise ácida explosiva do bagaço da cana-de-açúcar enriquecido; e os documentos PI8603984-9 e PI8602228-8 de titularidade da Dedini S.A., referentes a processos de produção de etanol e/ou celulose bruta branqueada.

Entretanto, a tecnologia de hidrólise ácida dos compostos lignocelulósicos vem sendo abandonada, tanto por motivos ambientais, como por motivos técnicos, visto que a ação de ácidos sobre os materiais lignocelulósico tem como conseqüência a geração de inibidores do processo biológico (furfural, hidroximetilfurfural e derivados fenólicos da lignina), que são subprodutos da ação térmica sobre os açúcares e apresentam características tóxicas ao metabolismo microbiano.

Com o avanço da ciência, a biotecnologia ganhou um papel importante no desenvolvimento de novas fontes de energia. A utilização de enzimas, chamadas celulases, começou a ganhar notoriedade. O uso das celulases na promoção da hidrólise das fibras celulósicas tem uma série de vantagens quando comparado aos processos químicos. Sua atuação altamente específica permite conduzir o sistema em uma direção única, evitando reações laterais que formam outros produtos. Ao contrário dos ácidos inorgânicos, a hidrólise enzimática não gera compostos que causam efeitos inibitórios no processo fermentativo.

No entanto, existem implicações na utilização de celulases como o longo tempo de processo, quando comparado aos processos químicos; o elevado custo; a complexidade de seu processo de produção, manuseio, armazenamento e o efeito inibitório que sofre com o aumento da concentração de seu produto de hidrólise. Para esta última implicação foi desenvolvida uma estratégia de processamento, conhecida por “Sacarificação e Fermentação Simultânea” ou pela sigla SSF(Simultaneous Saccharification and Fermentation).

Os documentos de patente US2008293109 e US2005233423 referem-se a processos de produção de compostos orgânicos à base da tecnologia SSF, os quais empregam microorganismos capazes de degradar a parede celulósica vegetal associados a microorganismos fermentativos.

Os documentos de patente PI0505299-8 e PI0605017-4, de propriedade da PETROBRÁS S.A., tratam de processos de produção de etanol a partir do bagaço da cana-de-açúcar. Em ambos os processos, o bagaço da cana-de- açúcar (material lignocelulósico) precisa ser pré-tratado quimicamente para extração da fração hemicelulósica, bem como da lignina, antes da etapa de SSF.

A patente americana US745993 descreve um processo de produção de etanol onde em uma primeira fase o material lignocelulósico é pré-tratado com uma solução hidroalcoólica, sob temperatura e pressão elevadas, para que ocorra a solubilização da lignina. A polpa resultante deste pré-tratamento é lavada com água para que ocorra a remoção da hemicelulose. A celulose, assim obtida, é posteriormente sacarificada com agentes celulolíticos (celulases), para a obtenção dos açúcares monoméricos. Finalmente, estes são fermentados para a produção de etanol.

Além dos documentos de patente supracitados, encontramos no estado da técnica os documentos W02007009463, W09830710, US5733758, WO9429474 que se referem a processos de produção de etanol a partir de compostos lignocelulósicos, onde existe uma etapa de pré-tratamento químico, térmico ou termoquímico para obtenção da celulose pura.

Todos estes processos são intensivos em energia, sendo ainda dispendiosos por envolverem várias etapas, devido à necessidade de obter-se a celulose com o mais elevado grau de pureza possível antes de efetuar-se a sua sacarificação para posterior obtenção do etanol.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção pertence à área da engenharia química e tem como principal objeto um processo para a produção de etanol a partir de biomassas residuais oriundas da indústria de celulose, sem tratamentos prévios, obtidas após o processamento de madeira para a produção de pastas celulósicas; as etapas de sacarificação por hidrólise enzimática e fermentação ocorrem de forma simultânea em um vaso reacional único.

O segundo objeto desta invenção trata-se do etanol produzido com o emprego de um processo para a sua produção a partir de biomassas residuais oriundas da indústria de celulose, sem tratamentos prévios, obtidas após o processamento de madeira para a produção de pastas celulósicas; as etapas de sacarificação por hidrólise enzimática e fermentação ocorrem de forma simultânea em um vaso reacional único.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Figura 1: Esquema contendo as etapas do processo de geração das fibras residuais do processamento de madeira para a produção de pastas celulósicas.

Figura 2: Diagrama de blocos do processo de sacarificação e fermentação simultânea (SSF);

Figura 3: Perfil cinético do processo de produção de etanol após a ocorrência simultâneas da sacarificação por hidrólise enzimática e fermentação em um vaso reacional único; onde: (A) pré-hidrólise, (B) SSF, (-•-) glicose, (-À-) etanol, (-■-) xilose.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

No processo de produção de etanol desta invenção, as etapas de sacarificação por hidrólise enzimática e fermentação ocorrem em batelada e de forma simultânea; sendo realizado em um único vaso reacional; onde são adicionados: ( a ). Biomassa residual; ( b ). Solvente(s); ( c ). Agente tamponante; ( d ). Preparado multi-enzimático; ( e ). Agente de fermentação.

Para fins de revelação desta invenção serão fornecidas, a seguir, definições suficientes para a reprodução do objeto descrito:

Biomassa residual é o resíduo gerado no processo de produção de pastas celulósicas, mais especificamente, após as etapas de deslignificação, digestão e branqueamento. Em cada uma dessas etapas, as fibras de celulose que não atendem às especificações de tamanho e qualidade, são separadas da massa de produto e reunidas sob a forma de um material fibroso, rico em celulose, que contem menos que 5% de hemicelulose e no máximo, 10% de lignina.

Solvente é aquela substância que permite a extração de outra substância em seu contato íntimo, sendo preferencialmente um líquido.

Agente tamponante é aquela substância, geralmente formada através da associação entre um ácido fraco e um sal deste ácido que, ao ser adicionada ao meio, é capaz de manter a estabilidade do pH do sistema ou com uma variabilidade mínima, tornando, assim, o meio mais apropriado em termos de pH, para o desenvolvimento dos processos, tanto enzimáticos quanto biológicos.

Celulases correspondem a um complexo formado por diferentes enzimas, denominadas: endoglucanase, exoglucanaes, β-glucosidade e celobiohidrolase, que agindo em sinergia são capazes de degradar celulose a estruturas de menor complexidade molecular tais como celodextrinas, celobiose e glicose.

Agente de fermentação é a célula viva, de natureza microbiana, capaz de converter glicose em etanol, podendo ser do reino dos fungos ou das bactérias, naturalmente ocorrentes ou geneticamente modificados, sendo os agentes de fermentação mais empregados as leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae e as bactérias da espécie Zymomonas mobilis.

O processo de produção de etanol desta invenção tem início pela adição em um vaso reacional, da biomassa residual e do solvente, na razão peso de biomassa residual por volume de solvente compreendida entre 1:1,5 (p/v) a 1:15(p/v); sendo preferencialmente empregada a razão peso/volume compreendida entre 1:2(p/v) a 1:8(p/v). Ainda preferencialmente, o solvente empregado neste processo é a água.

Para melhor atividade do preparado multi-enzimático, deve ser adicionado ao sistema reacional uma solução ácida, com a finalidade de ajustar o pH do meio. Preferencialmente, o pH do meio reacional deve estar compreendido entre 4,0 e 6,5; mais especificamente, deve estar compreendido entre 4,8 e 5,8. Paralelamente deve ser adicionado um agente tampão com o objetivo de manter o pH dentro de uma faixa adequada ao processo. Este tampão pode ser composto, preferencialmente, pelas seguintes substâncias químicas: citrato monossódico, citrato dissódico, bicarbonato de sódio, carbonato de potássio, tetrapirofosfato, acetato de sódio, fosfato de cálcio e amónia, mas não limitado a esses componentes.

A hidrólise enzimática ocorre pela adição do preparado multi-enzimático ao dito meio reacional na concentração final compreendida entre 5 e 40 FPU/g. Inicialmente, a hidrólise enzimática ocorre em uma temperatura compreendida entre 22 e 55°C; sob agitação entre 100 a 400 rpm; pelo período de tempo compreendido entre 8 e 24 horas. Preferencialmente, a reação ocorre em uma temperatura compreendida entre 40 e 50°C; sob 150 a 300 rpm de rotação, durante 10 a 18h.

Nestas condições reacionais, ocorre a sacarificação da fração celulósica que constitui a biomassa residual. Como resultado desta sacarificação, a concentração de celulose no meio reacional torna-se gradativamente menor e as concentrações de monossacarídeos e dissacarídeos tornam-se gradativamente mais elevada.

Decorrido o período de tempo compreendido entre 10 e 18 horas, a concentração de açúcares fermentáveis atinge valores compreendidos entre 50 e 130 g/L; fato que torna viável a ocorrência da etapa de fermentação.

Portanto, a segunda etapa do processo de produção de etanol, objeto desta invenção, tem início pelo ajuste da temperatura do vaso reacional, de modo a possibilitar a introdução, sobrevivência e maior eficiência fermentativa do microorganismo que será introduzido. Esta etapa do processo deve, então, ocorrer sob uma temperatura compreendida entre 25 e 40°C, devendo esta, preferencialmente, permanecer entre 35 e 40°C. O microorganismo introduzido no vaso reacional deve estar presente no sistema a uma concentração compreendida entre 1 e 40 g/L; devendo, preferencialmente, a concentração do microorganismo fermentativo ficar compreendida entre 2 e 20 g/L.

Ainda preferencialmente, os microorganismos fermentativos que podem ser empregados nesta invenção são leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae; bactérias da espécie Zymomonas mobilise e/ou cepas geneticamente modificada destes.

Após a introdução do microorganismo, o processo de fermentação ocorrerá simultaneamente à hidrólise enzimática (sacarificação) devendo ocorrer por um período de tempo máximo de 72 horas, devendo, preferivelmente, ocorrer por um período de aproximadamente 48 horas.

Tendo em vista que a atividade hidrolítica das enzimas é inibida por seu próprio produto (glicose), a partir de uma determinada concentração, é necessária a remoção de parte deste açúcar do meio reacional de forma a manter constante a taxa de hidrólise das enzimas. Neste sentido, a inserção do microorganismo soluciona este problema já que para a produção do etanol através da fermentação há o consumo de glicose. Logo, a simultaneidade do processo de hidrólise da celulose, ou sacarificação, e da fermentação confere um sinergismo indispensável para a viabilização da tecnologia.

Ao final do processo, é obtida a concentração final de açúcares e de etanol no meio estão compreendidas entre 0 e 20 g/L e entre 40 e 120 g/L, respectivamente.

A última etapa deste processo é a recuperação do etanol produzido do meio reacional. A recuperação do etanol pode ser realizada empregando-se práticas conhecidas do homem da arte, tais como destilação e processos de separação com o uso de membranas.

O etanol, objeto desta patente, é todo aquele etanol produzido segundo um processo de produção realizado em um único vaso reacional, onde são adicionados: ( a ). Biomassa residual; ( b). Solvente(s); ( c ). Agente tamponante; ( d ). Preparado multi-enzimático; ( e ). Agente de fermentação.

Biomassa residual é o resíduo gerado no processo de produção de pastas celulósicas, mais especificamente, após as etapas de deslignificação, digestão e branqueamento. Em cada uma dessas etapas, as fibras de celulose

que não atendem às especificações de tamanho e qualidade, são separadas da massa de produto e reunidas sob a forma de um material fibroso, rico em celulose, que contem menos que 5% de hemicelulose e, no máximo, 10% de lignina.

Agente tamponante é aquela substância, geralmente formada através da associação entre um ácido fraco e um sal deste ácido que, ao ser adicionada ao meio, é capaz de manter a estabilidade do pH do sistema ou com uma variabilidade mínima, tornando, assim, o meio mais apropriado em termos de pH para o desenvolvimento dos processos, tanto enzimáticos quanto biológicos.

Celulases correspondem a um complexo formado por diferentes enzimas, denominadas: endoglucanase, exoglucanaes, β-glucosidade e celobiohidrolase, que agindo em sinergia são capazes de degradar celulose a estruturas de menor complexidade molecular (celodextrinas, celobiose e glicose).

Agente de fermentação é a célula viva, de natureza microbiana, capaz de converter glicose em etanol, podendo ser do reino dos fungos ou das bactérias, naturalmente ocorrentes ou geneticamente modificados, sendo os agentes mais empregados a levedura da espécie Saccharomyces cerevisiae e as bactérias da espécie Zymomonas mobilis e/ou cepas geneticamente modificada destes oraganismos.

A primeira etapa deste processo tem início pela adição em um vaso reacional da biomassa residual e do solvente; preferencialmente, o solvente empregado neste processo é a água. A razão peso de biomassa residual por volume de solvente deve estar compreendida entre 1:1 a 1:15 (p/v) sendo, preferencialmente, empregada a razão peso/volume compreendida entre 1:2 e 1:10(p/v).

Para melhor atividade do extrato enzimático, deve ser adicionado ao sistema reacional uma solução ácida, com a finalidade de reduzir moderadamente o pH do meio. Preferencialmente, o pH do meio reacional deve estar compreendido entre 4,0 e 6,5; mais especificamente, deve estar compreendido entre 4,8 e 5,8. Paralelamente, deve ser adicionado um agente tamponante com o objetivo de manter o pH dentro de uma faixa adequada ao processo. Este agente tamponante deve ser composto preferencialmente pelas seguintes substâncias químicas: citrato monossódico, citrato dissódico, bicarbonato de sódio, carbonato de potássio, tetrapirofosfato, acetato de sódio, fosfato de cálcio e amónia, mas não limitado a somente esses componentes.

A hidrólise enzimática ocorre, inicialmente, entre 22° e 55°C; sob agitação entre 100 a 400 rpm; pelo período de tempo compreendido entre 8 e 24 horas. Preferencialmente, a reação ocorre em uma temperatura compreendida entre 40° e 50°C; sob 150 a 300 rpm de rotação; durante 10 a 18h.

O preparado multi-enzimático (celulases) deve ser adicionado ao meio reacional na concentração final compreendida entre 5 e 40 FPU/g.

Decorrido o período de tempo compreendido entre 10 e 18 horas a concentração de açúcares fermentáveis atinge valores compreendidos entre 50 e 130 g/L; fato que torna viável a ocorrência da etapa de fermentação.

Portanto, a segunda etapa do processo de produção de etanol, objeto desta invenção, tem inicio pelo ajuste da temperatura do vaso reacional, de modo a possibilitar a introdução, sobrevivência e maior eficiência fermentativa do microorganismo que será introduzido. A segunda etapa do processo deve, então, ocorrer sob uma temperatura compreendida entre 25 e 40°C; devendo esta, preferencialmente, permanecer entre 35 e 40°C. O microorganismo introduzido no vaso reacional deve estar presente no sistema a uma concentração compreendida entre 1 e 40 g/l; devendo preferencialmente, a concentração do microorganismo fermentativo ficar compreendida entre 2 e 20 g/l.

Ainda preferencialmente, os microorganismos fermentativos que podem ser empregados nesta invenção são leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae; bactérias da espécie Zymomonas mobilis', e/ou cepas geneticamente modificada destes.

Após a introdução do microorganismo, o processo de fermentação ocorrerá simultaneamente à hidrólise enzimática (sacarificação) devendo ocorrer por um período de tempo máximo de 72 horas, devendo preferivelmente ocorrer por um período de aproximadamente 48 horas.

Ao final do processo a concentração final de açúcares e de etanol no meio estão, preferencialmente, entre 0 e 20 g/L e entre 40 e 120 g/L, respectivamente.

A última etapa deste processo é a recuperação do etanol do meio reacional. A recuperação do etanol pode ser realizada empregando-se práticas conhecidas do homem da arte, tais como destilação e processos com membranas.

O exemplo apresentado tem o cunho meramente ilustrativo e possui o escopo de comprovar as concretizações relativas aos objetos desta patente que foram efetuadas pelos inventores. Este exemplo, entretanto, não deve ser empregado para delimitar os direitos da invenção.

EXEMPLO: Produção de etanol a partir de rejeitos da indústria papeleira.

A biomassa residual é adicionada ao biorreator instrumentado na proporção de 1 parte de sólido (em Kg) para 4 partes de líquido (em litros). Inicialmente, adiciona-se uma alíquota do preparado enzimático comercial, produzido pela empresa Genencor, denominado MULTIFECT CX-10 (com 100 FPU/g de atividade), carga enzimática de 17,5 FPU/g. Este meio tem seu pH acidificado (pH=5) pela adição do agente tamponante citrato de sódio a uma temperatura de 47°C e sob agitação de 200 rpm.

Após 16 horas, o sistema atinge uma concentração de açúcares redutores totais provenientes da hidrólise enzimática, de 65 g/L. Nesse momento a temperatura é reduzida para 37°C e o microorganismo de uma linhagem comercial da espécie Saccharomyces cerevisiae é inoculado ao meio reacional de modo a atingir uma concentração de 4 g/L Neste instante, inicia- se efetivamente o processo de sacarificação simultaneamente à fermentação. Após 50 horas, desde o início da fermentação da biomassa, a concentração de açúcares no sistema é praticamente zero e a de etanol é de 60 g/L. O etanol produzido foi recuperado por destilação simples.

Claims

1) Processo para a produção de etanol, caracterizado pelas etapas de sacarificação por hidrólise enzimática e fermentação ocorrem em batelada e de forma simultânea, sendo realizado em um único sistema reacional agitado, onde são adicionadas, incialmente, a biomassa de natureza lignocelulósica, o solvente e as enzimas celulases, em uma proporção biomassa- solvente superior a 1:1, agente tamponante que mantenha o pH inferior a 7, sob temperatura do sistema reacional superior a 40 0C, com atividade enzimática superior a 5 FPU/g, sob agitação superior a 100 rpm e, após a concentração de glicose no meio ser superior a 50 g/L, a temperatura sofrer redução a menos de 40 0C e inoculação com o agente de fermentação até que se obtenha a concentração de etanol superior a 50 g/L.

2) Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: ( a ). Biomassa residual de natureza lignocelulósica ser constituída por fibras oriundas do processo de produção de pasta celulósica a partir de madeira de eucalipto ou pinheiro, mais especificamente após as etapas de deslignificação e branqueamento, com concentração de celulose superior a 80%. ( b ). Solvente constituído por solução aquosa, podendo conter sais minerais dissolvidos. ( c ). Agente tamponante formado através da associação entre um ácido fraco e um sal, que ao ser adicionada ao meio é capaz de manter a estabilidade do pH do sistema, preferencialmente constituído pelas seguintes substâncias químicas: ácido cítrico, ácido fosfórico, ácido acético, citrato monossódico, citrato dissódico, bicarbonato de sódio, carbonato de potássio, tetrapirofosfato, acetato de sódio, fosfato de cálcio e amónia, mas não limitado a esses componentes ( d ). Preparado multi-enzimático de celulases constituído por diferentes enzimas como endoglucanase, exoglucanaes, beta glucosidade e celobiohidrolase, ( e ). Agentes de fermentação capazes de fermentar os açúcares presentes no sistema para a produção de etanol, como leveduras do gênero Saccharomyces ou bactérias do gênero Zymomonas.

3) Processo de acordo com a reivindicação 1 e 2, caracterizado por ter início pela adição em um vaso reacional, da biomassa residual e do solvente, na razão peso de biomassa residual por volume de solvente compreendida entre 1:1,5(p/v) a 1:15(p/v).

4) Processo de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender uma etapa de adição de uma solução ácida para ajustar do pH do meio, que deve estar compreendido entre 4,0 e 6,5.

5) Processo de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pela hidrólise enzimática ocorrer pela adição de um preparado multi-enzimático com atividade compreendida entre 5 FPU/g a 40 FPU/g; em uma temperatura compreendida entre 22°C a 55°C; sob agitação entre 100 a 400 rpm; pelo período de tempo compreendido entre 8 a 24 horas.

6) Processo de acordo com a reivindicações 1 a 5, caracterizado pela hidrólise enzimática ocorrer em uma temperatura compreendida entre 40°C a 50°C; sob 150 a 300 rpm de rotação; durante 10 à 18h.

7) Processo de acordo com a reivindicações 1 a 6, caracterizado pela concentração de açúcares fermentáveis atingir valores compreendidos entre 50 g/L a 130 g/L.

8) Processo de acordo com as reivindicações 1 e 7, caracterizado por se ajustar a temperatura do vaso reacional, de modo a possibilitar a introdução, sobrevivência e maior eficiência do metabolismo fermentativo do agente de fermentação que será empregado.

9) Processo de acordo com a reivindicações 8, caracterizado por se ajustar a temperatura entre 25°C a 40°C e adição imediata do agente de fermentação ao sistema sob uma concentração compreendida entre 1 a 40 g/L de células.

10) Processo de acordo com a reivindicações 9, caracterizado pela temperatura ser compreendida entre 35°C a 40°C e adição imediata do microrganismo fermentador ao sistema a uma concentração compreendida entre 2 a 20 g/L.

11) Processo de acordo com a reivindicações 10, caracterizado por se empregar como microrganismo fermentativo uma levedura da espécie Saccharomyces cerevisiae.

12) Processo de acordo com a reivindicações 11, caracterizado por se empregar uma cepa geneticamente modificada de Saccharomyces cerevisiae.

13) Processo de acordo com as reivindicações 10, caracterizado por se empregar como microorganismo fermentativo uma bactéria da espécie 5 Zymomonas mobilis.

14) Processo de acordo com a reivindicações 13, caracterizado por se empregar uma cepa geneticamente modificada de Zymomonas mobilis.

15) Processo de acordo com as reivindicações 1 a 14, caracterizado por ocorrerem simultaneamente a fermentação e a sacarificação em um vaso 10 reacional único, a partir da inoculação do sistema reacional com o agente de fermentação, durante o período máximo de 72 horas.

16) Processo de acordo com as reivindicações 1 a 15, caracterizado por se obter uma concentração final de açúcares e de etanol no meio compreendidas entre 0 e 20 g/L e entre 40 e 120 g/L respectivamente, após as etapas de 15 hidrólise e fermentação da biomassa residual de natureza lignocelulósica.

17) Processo de acordo com as reivindicações 1 a 15, caracterizado por compreender uma etapa final de recuperação do etanol por processos de destilação ou filtração por membranas do mosto final fermentado e livre de células.