A integração da produção de etanol de primeira (1G) e segunda geração (2G), através da adição de caldo de cana ou melaço aos hidrolisados lignocelulósicos, oferece a possibilidade de superar o problema dos inibidores (ácido acético, furfural, hidroximetilfurfural e compostos fenólicos) e adicionar nutrientes (como sais, açúcares e fontes de nitrogênio) ao meio de fermentação, permitindo a produção de maiores títulos de etanol. Neste trabalho foi desenvolvido um processo de produção de 1G2G com hidrolisado hemicelulósico (HH) a partir de um pré-tratamento com ácido sulfúrico diluído de bagaço e melaço de cana-de-açúcar. O Saccharomyces cerevisiae CAT-1 industrial foi geneticamente modificado para consumo de xilose e usado para co-fermentação de sacarose, frutose, glicose e xilose. A fermentação em batelada alimentada com alta densidade celular que imita uma fermentação industrial foi realizada em fermentador em escala de bancada, alcançou alta produtividade volumétrica de etanol de 1,59 g L −1 h −1 , 0,39 g g −1 de rendimento de etanol e 44,5 g L −1 título de etanol, e mostrou que a levedura foi capaz de consumir todos os açúcares presentes no mosto simultaneamente. Com os resultados foi possível estabelecer um balanço de massa para o processo global: do pré-tratamento à cofermentação de melaço e HH, e foi possível estabelecer um processo integrado eficaz (1G2G) com melaço de cana e cofermentação de HH empregando uma levedura recombinante.