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Waste2energy: integração das tecnologias supercrítica e digestão anaeróbia para gestão de águas e resíduos alimentares

Processo: 18/05999-0
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2018 - 31 de julho de 2020
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Ciência e Tecnologia de Alimentos - Engenharia de Alimentos
Pesquisador responsável:Tânia Forster Carneiro
Beneficiário:Tânia Forster Carneiro
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Pesquisadores associados: Ackmez Mudhoo ; Bruna de Souza Moraes ; Julian Martínez ; Luz Selene Buller ; Maurício Ariel Rostagno ; Mauro Donizeti Berni ; Michael Timko ; MONTSERRAT PEREZ GARCIA ; Solange Inês Mussatto Dragone
Assunto(s):Biorrefinarias  Resíduos sólidos  Águas residuárias  Biogás  Biomassa  Extração supercrítica 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:águas residuárias | Biogás | Biomassa | biorrefinaria | Resíduos sólidos | Tecnologia supercrítica | Tecnologia Supercrítica

Resumo

A finalidade deste projeto é estudar o reaproveitamento de resíduos líquidos e sólidos (águas residuárias de lavagem, resíduos de açaí, bagaço de malte, palhas, cascas de frutas, milho) procedentes da indústria de alimentos através do desenvolvimento de um sistema integrado de tratamento e análise utilizando as Tecnologias Supercrítica e de Digestão Anaeróbia. A tecnologia supercrítica utiliza água como solvente ou meio de reação, sendo um processo limpo e sustentável devido às propriedades da água em condições sub/supercrítica de temperatura e pressão. Por outro lado, a tecnologia de digestão anaeróbica pode ser aplicada para reutilização, tratamento e valorização de águas e resíduos ao mesmo tempo em que gera biogás (bio-hidrogênio/metano). Com o intuito de avaliar a integração destas tecnologias propõe-se a montagem de uma unidade experimental composta por dois reatores, hidrólise em água subcrítica seguido de um reator de digestão anaeróbia, que permitirão estudos dos parâmetros operacionais, rendimento de hidrolisados, composição do gás e aspetos técnico-econômicos e ciclo de vida. A inovação deste projeto está no acoplamento de um detetor em linha de açúcares visando obter um hidrolisado final de alta qualidade que será fermentado para produção de etanol 2G e a publicação inédita das principais propriedades do carvão resultante do processo como filtro para processos que necessitam de grande seletividade de compostos. Por outro lado, dependendo do resíduo líquido ou sólido, o reator de digestão também irá inovar trabalhando em linha com o reator de hidrólise para produção de biogás no caso de resíduos lignocelulólicos. Desta forma, o projeto propõe uma unidade experimental capaz de realizar processos de valorização e tratamento das tecnologias de forma independente ou de forma integrada. Os subprodutos obtidos serão avaliados técnico-economicamente seja para a produção de biocombustíveis (etanol 2G) e de biochar de alto valor agregado, seja para a obtenção de um biogás rico em biohidrogênio e/ou metano. Pretende-se desenvolver um processo capaz de valorizar as águas residuárias e os resíduos orgânicos e lignocelulósicos, ao mesmo tempo em que se obtém produtos finais de alto valor agregado, além de produzir bioenergia, relevante quando se considera o desenvolvimento sustentável das indústrias e cidades, diversificação da rede energética do país, promovendo pesquisa com inovação e gerando conhecimento ao combinar rotas de conversão bioquímica e energia. (AU)

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(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)
LACHOS-PEREZ, DANIEL; BULLER, LUZ S.; SGANZERLA, WILLIAM G.; ODY, LISSARA R.; ZABOT, GIOVANI L.; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. Sequential hydrothermal process for production of flavanones and sugars from orange peel: an economic assessment. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. 15, n. 1, p. 202-217, . (18/05999-0, 18/14938-4, 18/23835-4)
FERREIRA, SAMUEL F.; BULLER, LUZ S.; MACIEL-SILVA, FRANCISCO W.; SGANZERLA, WILLIAM G.; BERNI, MAURO D.; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. Waste management and bioenergy recovery from acai processing in the Brazilian Amazonian region: a perspective for a circular economy. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. 15, n. 1, p. 37-46, . (18/05999-0, 18/14938-4, 19/26925-7)
ZIERO, HENRIQUE DI DOMENICO; AMPESE, LARISSA CASTRO; SGANZERLA, WILLIAM G.; TORRES-MAYANGA, PAULO C.; TIMKO, MICHAEL T.; MUSSATTO, I, SOLANGE; FORSTER-CARNEIRO, T.. Subcritical water hydrolysis of poultry feathers for amino acids production. JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS, v. 181, . (18/14938-4, 19/26925-7, 18/05999-0)
SGANZERLA, WILLIAM GUSTAVO; LACHOS-PEREZ, DANIEL; BULLER, LUZ SELENE; ZABOT, GIOVANI L.; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. ost analysis of subcritical water pretreatment of sugarcane straw and bagasse for second-generation bioethanol production: a case study in a sugarcane mil. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. 16, n. 2, . (18/14938-4, 20/10323-5, 19/26925-7, 18/05999-0)
OLIVEIRA, T. C. G.; HANLON, K. E.; INTERLANDI, M. A.; TORRES-MAYANGA, P. C.; SILVELLO, M. A. C.; LACHOS-PEREZ, D.; TIMKO, M. T.; ROSTAGNO, M. A.; GOLDBECK, R.; FORSTER-CARNEIRO, T.. Subcritical water hydrolysis pretreatment of sugarcane bagasse to produce second generation ethanol. JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS, v. 164, . (18/14582-5, 18/23835-4, 18/14938-4, 18/05999-0, 19/08542-3)
TORRES-MAYANGA, P. C.; AZAMBUJA, S. P. H.; TYUFEKCHIEV, M.; TOMPSETT, G. A.; TIMKO, M. T.; GOLDBECK, R.; ROSTAGNO, M. A.; FORSTER-CARNEIRO, T.. Subcritical water hydrolysis of brewer's spent grains: Selective production of hemicellulosic sugars (C-5 sugars). JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS, v. 145, p. 19-30, . (13/04304-4, 18/05999-0, 16/04602-3, 11/19817-1)
FERREIRA, SAMUEL FONTENELLE; BULLER, LUZ SELENE; BERNI, MAURO DONIZETI; BAJAY, SERGIO VALDIR; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. An integrated approach to explore UASB reactors for energy recycling in pulp and paper industry: a case study in Brazil. BIOFUEL RESEARCH JOURNAL-BRJ, v. 6, n. 3, p. 1039+, . (18/14938-4, 18/05999-0, 11/19817-1)
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MUDHOO, ACKMEZ; TORRES-MAYANGA, PAULO C.; FORSTER-CARNEIRO, TANIA; SIVAGURUNATHAN, PERIYASAMY; KUMAR, GOPALAKRISHNAN; KOMILIS, DIMITRIOS; SANCHEZ, ANTONI. A review of research trends in the enhancement of biomass-to-hydrogen conversion. WASTE MANAGEMENT, v. 79, p. 580-594, . (18/05999-0, 11/19817-1)
BULLER, LUZ SELENE; DA SILVA ROMERO, CRISTHY WILLY; CAMARGO LAMPARELLI, RUBENS AUGUSTO; FERREIRA, SAMUEL FONTENELLE; BORTOLETO, ANA PAULA; MUSSATTO, I, SOLANGE; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. A spatially explicit assessment of sugarcane vinasse as a sustainable by-product. Science of The Total Environment, v. 765, . (18/05999-0, 15/50612-8, 18/14938-4)
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SGANZERLA, WILLIAM GUSTAVO; ZABOT, GIOVANI LEONE; TORRES-MAYANGA, PAULO CESAR; BULLER, LUZ SELENE; MUSSATTO, I, SOLANGE; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. Techno-economic assessment of subcritical water hydrolysis process for sugars production from brewer's spent grains. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 171, . (18/05999-0, 20/10323-5, 18/14938-4, 19/26925-7)
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TENA, MIRIAM; BULLER, LUZ S.; SGANZERLA, WILLIAM G.; BERNI, MAURO; FORSTER-CARNEIRO, TANIA; SOLERA, ROSARIO; PEREZ, MONTSERRAT. Techno-economic evaluation of bioenergy production from anaerobic digestion of by-products from ethanol flex plants. FUEL, v. 309, . (20/10323-5, 19/26925-7, 18/05999-0, 18/14938-4)
AZAMBUJA, SUEELLEN P. H.; TEIXEIRA, GLEIDSON S.; ANDRIETTA, MARIA G. S.; TORRES-MAYANGA, PAULO C.; FORSTER-CARNEIRO, TANIA; ROSA, CARLOS A.; GOLDBECK, ROSANA. Analysis of metabolite profiles of Saccharomyces cerevisiae strains suitable for butanol production. FEMS Microbiology Letters, v. 366, n. 13, . (18/05999-0, 15/50612-8, 15/20630-4, 16/04602-3, 16/02506-7)
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LACHOS-PEREZ, DANIEL; BASEGGIO, ANDRESSA M.; TORRES-MAYANGA, PAULO C.; AVILA, PATRICIA F.; TOMPSETT, G. A.; MAROSTICA, MARIO; GOLDBECK, ROSANA; TIMKO, MICHAEL T.; ROSTAGNO, MAURICIO; MARTINEZ, JULIAN; et al. Sequential subcritical water process applied to orange peel for the recovery flavanones and sugars. JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS, v. 160, . (18/14582-5, 18/05999-0, 11/19817-1, 16/04602-3)
TORRES-MAYANGA, PAULO C.; LACHOS-PEREZ, DANIEL; MUDHOO, ACKMEZ; KUMAR, SUNIL; BROWN, AVERY B.; TYUFEKCHIEV, MAKSIM; DRAGONE, GIULIANO; MUSSATTO, I, SOLANGE; ROSTAGNO, MAURICIO A.; TIMKO, MICHAEL; et al. Production of biofuel precursors and value-added chemicals from hydrolysates resulting from hydrothermal processing biomass: A review. BIOMASS & BIOENERGY, v. 130, . (18/05999-0, 13/04304-4, 11/19817-1, 18/14938-4)
JIMENEZ-CASTRO, MARIA P.; BULLER, LUZ S.; SGANZERLA, WILLIAM G.; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. Bioenergy production from orange industrial waste: a case study. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. 14, n. 6, . (18/05999-0, 18/14938-4)

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