Obtenção de combustíveis, produtos e energia a partir de resíduos agroindustriais em sistemas biológicos e bioeletroquímicos: uma contribuição para a bioeconomia.

• Processo: 18/00789-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2020
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Valeria Reginatto Spiller
• Beneficiário: Valeria Reginatto Spiller
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Adalgisa Rodrigues de Andrade ; Maria Carolina de Barros Grassi ; Mónica Coca Sanz
• Assunto(s): Bio-hidrogênio Bioprocessos Biocombustíveis Ácidos orgânicos Bioprodutos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ácidos orgânicos | Biocombustíveis | Biohidrogênio | bioprodutos | célula microbiana a combustível | Substratos renováveis | Bioprocessos

Resumo

a bioeconomia é um assunto de grande interesse mundial, pois esta compreende a utilização de recursos biológicos renováveis da terra e do mar para produzir bioprodutos, tais como alimentos, combustíveis, materiais e energia. A obtenção de bioprodutos e energia se torna economicamente ainda mais interessante se as matérias primas se tratarem de subprodutos e/ou resíduos de atividades industriais. Dentro desse contexto, o Laboratório de Biotecnologia Ambiental e Energias Renováveis - LABIORE, do Departamento de Química da FFCLRP-USP, vem estudando tecnologias sustentáveis para a recuperação de biocombustíveis e energia a partir de águas residuárias e resíduos agroindustriais. Em projetos de pesquisa anteriores a cepa Br21 de Clostridium beijerinckii (número acesso KT626859) foi isolado em nosso laboratório, e desde então o seu metabolismo tem sido explorado para a produção de H2 por fermentação. Este projeto visa ampliar os conhecimentos sobre o potencial biotecnológico da cepa isolada, investigando, além do biohidrogênio, a formação de outros bioprodutos de seu metabolismo, tais como os ácidos orgânicos, etanol, acetona, butanol e isopropanol. Como matérias primas serão utilizados carboidratos puros normalmente presentes em matérias primas renováveis (glicose e xilose), "hidrolisados lignocelulósicos sintéticos" contendo carboidratos e derivados de hidrólise de biomassas (5-hidroximetilfurfural, siringaldeído e vanilina), além de hidrolisado de resíduos lignocelulósicos, como a palha de cana de açúcar. Ensaios de fermentação serão realizados para determinar os principais produtos do metabolismo do C. beijerinckii Br21 e as variáveis cinéticas dos bioprocessos a partir destas matérias primas. Numa segunda etapa do projeto, será investigado um sistema integrado fermentação/bioeletroquímico, visando a recuperação do H2 produzido pelo C. beijerinckii a partir dos carboidratos e o emprego dos subprodutos da fermentação em uma célula microbiológica a combustível (CMC) para gerar energia elétrica. Desta forma, este projeto contribuirá com a bioeconomia pela maximização do aproveitamento das matérias primas lignocelulósicas para a produção de H2, bioprodutos e energia. (AU)

Publicações científicas

(5)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DOS PASSOS, VINICIUS FABIANO; MARCILIO, RAFAELLA; AQUINO-NETO, SIDNEY; SANTANA, FABRICIO BUTIERRES; FRANCO DIAS, ARMANDO CAVALCANTE; ANDREOTE, FENANDO DINI; DE ANDRADE, ADALGISA RODRIGUES; REGINATTO, VALERIA. Hydrogen and electrical energy co-generation by a cooperative fermentation system comprising Clostridium and microbial fuel cell inoculated with port drainage sediment. Bioresource Technology, v. 277, p. 94-103, APR 2019. (18/00789-7)

KIKUTI MANCILIO, LUCCA BONJY; RIBEIRO, GUILHERME AUGUSTO; LOPES, ERICA MENDES; KISHI, LUCIANO TAKESHI; MARTINS-SANTANA, LEONARDO; VIANA DE SIQUEIRA, GUILHERME MARCELINO; ANDRADE, ADALGISA RODRIGUES; GUAZZARONI, MARIA-EUGENIA; REGINATTO, VALERIA. Unusual microbial community and impact of iron and sulfate on microbial fuel cell ecology and performance. CURRENT RESEARCH IN BIOTECHNOLOGY, v. 2, p. 10-pg., 2020-11-01. (18/00789-7, 18/15528-4, 15/04309-1, 16/18827-7)

GIRALDELI, LUCAS DINIZ; FONSECA, BRUNA CONSTANTE; REGINATTO, VALERIA. Investigating how biomass hydrolysis derivatives inhibit H-2 production by an isolated Clostridium beijerinckii. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 44, n. 29, p. 14683-14693, JUN 7 2019. (18/00789-7, 15/06074-1)

FONSECA, BRUNA CONSTANTE; REGINATTO, VALERIA; LOPEZ-LINARES, JUAN CARLOS; LUCAS, SUSANA; TERESA GARCIA-CUBERO, M.; COCA, MONICA. Acetic acid as catalyst for microwave-assisted pretreatment of sugarcane straw aids highly specific butyric acid bioproduction. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 157, DEC 1 2020. (18/00789-7)

FONSECA, BRUNA CONSTANTE; REGINATTO, VALERIA; CARLOS LOPEZ-LINARES, JUAN; LUCAS, SUSANA; TERESA GARCIA-CUBERO, M.; COCA, MONICA. Ideal conditions of microwave-assisted acid pretreatment of sugarcane straw allow fermentative butyric acid production without detoxification step. Bioresource Technology, v. 329, JUN 2021. (18/00789-7)

Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa