SYMBioref: Biorrefinaria de Cana Energia Simbiótica

Resumo

Essa pesquisa objetiva propor o conceito de uma Biorrefinaria de Cana Energia Simbiótica (SYMBioref) na qual cana energia, um tipo de cana rica em fibras, é coprocessada com resíduos de outros setores industriais, especialmente o combustível derivado de resíduos (CDR) de unidades processadores de lixo urbano, para expandir a produção de etanol para um portfólio de combustíveis e químicos. Este projeto investigará aspectos técnicos, econômicos e ambientais de alternativas de projetos conceituais da SYMBioref que integram processos fermentativos com tecnologia de gaseificação. Na SYMBioref, o caldo da cana energia é fermentado durante todo o ano para produzir etanol e parte da biomassa da cana (principalmente bagaço) é pré-tratada e hidrolisada enzimaticamente para produzir glicose e então etanol. O hidrolisado hemicelulósico do bagaço (contendo xilose) é alimentado a uma fermentação multiproduto com duas espécies de Clostridium não modificadas geneticamente para produzir acetona, butanol, etanol e 1,3-propanodiol. Parte da biomassa da cana energia (principalmente a palha) e lignina são coprocessados com outros resíduos (CDR, biochar de eucalipto e glicerol derivado do biodiesel) por gaseificação. O gás de síntese resultante é convertido em H2, gás natural e eletricidade. Interessantemente, o CO2 produzido na fermentação será usado como agente gaseificante e parte do H2 será usada para produzir querosene de aviação via tecnologia álcool-para-querosene a partir do butanol produzido do hidrolisado hemicelulósico. Esta configuração proposta da SYMBioref será comparada com configurações sem o processamento bioquímico do bagaço e outra configuração que substitui a gaseificação por caldeiras convencionais. O projeto é organizado em quatro objetivos: (1) análises técnico-econômica e de ciclo de vida das configurações propostas da SYMBioref; (2) caracterização dos resíduos considerados para a gaseificação; (3) simulação do gaseificador para o coprocessamento dos resíduos e simulação da conversão de gás de síntese em hidrogênio, gás natural e eletricidade; (4) desenvolvimento de uma estratégia de fermentação que possibilite a conversão de hidrolisado hemicelulósico de cana energia não detoxificado em butanol e outros químicos. O objetivo global dessa pesquisa é encorajar o crescimento contínuo do agronegócio nos mercados de combustíveis gasosos e líquidos e eletricidade, tendo o apoio de uma solução para enfrentar a ameaça da saturação dos aterros sanitários em áreas densamente populadas. (AU)