Mathematical modelling and optimization of the sugarcane bagasse hydrolysis process in fed-batch mode

• Grant number: 11/02743-5
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Doctorate
• Start date: August 01, 2011
• End date: February 28, 2015
• Field of knowledge: Engineering - Chemical Engineering
• Principal Investigator: Aline Carvalho da Costa
• Grantee: João Moreira Neto
• Host Institution: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brazil
• Associated research grant: 08/57873-8 - An integrated process for total bioethanol production and zero CO2 emission, AP.BIOEN.TEM

Abstract

A bioconversão da biomassa lignocelulósica em etanol é uma fonte potencial de energiaque vem se tornando mais atrativa nos últimos anos porque é renovavel e amplamentedisponível. No Brasil o bagaço de cana-de-açúcar é a opção de biomassa mais atraente para aprodução de etanol devido principalmente a sua grande disponibilidade e maior facilidade deintegração com o processo de produção de etanol já existente nas usinas. Assim, há um grandeinteresse em estudos que visem à otimização de todas as etapas do processo.A descrição quantitativa da hidrólise enzimática através de modelagem matemática é umapoderosa ferramenta na avaliação de alternativas do processo. A modelagem permite não sóentendimento dos mecanismos envolvidos, mas também auxiliar as várias etapas de implementação de um processo, podendo ser usado para projeto de reatores, como simulador e para projeto de otimizadores e controladores. No entanto, a modelagem da hidrólise enzimática da celulose é bastante complexa, já que há múltiplas enzimas envolvidas, a reação é heterogênea (o substrato é insolúvel) e as características estruturais do substrato são modificadas durante a hidrólise.Neste trabalho, pretende-se fazer o estudo do processo de hidrólise enzimática em batelada alimentada com altas cargas de substrato utilizando a modelagem fenomenológica e aneuronal. Serão feitos experimentos para a determinação dos parâmetros cinéticos do modelo,além da obtenção de perfis de celulose, celobiose, glicose e pentoses (xilose e arabinose) com variação na carga de substrato. Os ensaios de hidrólise serão realizados com pH 4,8 etemperarura de 50ºC. (AU)

Scientific publications

(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)

MACHADO, DANIELE LONGO; MOREIRA NETO, JOAO; DA CRUZ PRADELLA, JOSE GERALDO; BONOMI, ANTONIO; RABELO, SARITA CANDIDA; DA COSTA, ALINE CARVALHO. Adsorption characteristics of cellulase and -glucosidase on Avicel, pretreated sugarcane bagasse, and lignin. Biotechnology and Applied Biochemistry, v. 62, n. 5, p. 681-689, SEP-OCT 2015. (11/02743-5)

NETO, JOAOMOREIRA; MACHADO, DANIELE LONGO; BONOMI, ANTONIO; GONCALVES, VINICIUS OTTONIO O.; MARTINS, LUIZA HELENA SILVA; COSTA, JOSIEL MARTINS; COSTA, ALINE CARVALHO. Cellulase Adsorption on Pretreated Sugarcane Bagasse During Enzymatic Hydrolysis. SUGAR TECH, v. N/A, p. 8-pg., 2023-08-16. (11/02743-5)

Academic Publications

(References retrieved automatically from State of São Paulo Research Institutions)

MOREIRA NETO, João. Mathematical modeling of the enzymatic hydrolysis process of sugarcane bagasse. 2016. Doctoral Thesis - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química Campinas, SP.