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

Processo: 18/05999-0
Linha de fomento: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
Pesq. 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 

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)

Publicações científicas (18)
(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)
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, APR 15 2021. Citações Web of Science: 0.
AMPESE, LARISSA CASTRO; BULLER, LUZ SELENE; MONROY, YANETH MACHACA; GARCIA, MONTESERRAT PEREZ; RAMOS-RODRIGUEZ, ANTONIO R.; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. Macauba's world scenario: a bibliometric analysis. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, MAR 2021. Citações Web of Science: 0.
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, JAN 2021. Citações Web of Science: 1.
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, JAN 2021. Citações Web of Science: 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, OCT 1 2020. Citações Web of Science: 0.
JIMENEZ-CASTRO, MARIA PAULA; BULLER, LUZ SELENE; ZOFFREO, ALEXIS; TIMKO, MICHAEL T.; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. Two-stage anaerobic digestion of orange peel without pre-treatment: Experimental evaluation and application to Sao Paulo state. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 8, n. 4 AUG 2020. Citações Web of Science: 3.
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, JUL 2020. Citações Web of Science: 0.
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; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. Sequential subcritical water process applied to orange peel for the recovery flavanones and sugars. JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS, v. 160, JUN 1 2020. Citações Web of Science: 0.
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; FORSTER-CARNEIRO, T. Production of biofuel precursors and value-added chemicals from hydrolysates resulting from hydrothermal processing biomass: A review. BIOMASS & BIOENERGY, v. 130, NOV 2019. Citações Web of Science: 3.
FERREIRA, SAMUEL FONTENELLE; BULLER, LUZ SELENE; BERNI, MAURO; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. Environmental impact assessment of end-uses of biomethane. JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION, v. 230, p. 613-621, SEP 1 2019. Citações Web of Science: 1.
MACIEL-SILVA, FRANCISCO W.; MUSSATTO, SOLANGE I.; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. Integration of subcritical water pretreatment and anaerobic digestion technologies for valorization of acai processing industries residues. JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION, v. 228, p. 1131-1142, AUG 10 2019. Citações Web of Science: 2.
LOPES, ISADORA S.; MICHELON, MARIANO; FORSTER, TANIA CARNEIRO; CUNHA, ROSIANE L.; PICONE, CAROLINA S. F. Effect of chitosan size on destabilization of oil/water emulsions stabilized by whey protein. COLLOIDS AND SURFACES A-PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS, v. 574, p. 207-214, AUG 5 2019. Citações Web of Science: 0.
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 JUL 2019. Citações Web of Science: 0.
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, MAR 2019. Citações Web of Science: 2.
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+, SUM 2019. Citações Web of Science: 0.
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, SEP 2018. Citações Web of Science: 5.
NATHIA-NEVES, G.; BERNI, M.; DRAGONE, G.; MUSSATTO, S. I.; FORSTER-CARNEIRO, T. Anaerobic digestion process: technological aspects and recent developments. INTERNATIONAL JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY, v. 15, n. 9, p. 2033-2046, SEP 2018. Citações Web of Science: 2.
NATHIA-NEVES, GRAZIELLE; NEVES, THIAGO DE ALENCAR; BERNI, MAURO; DRAGONE, GIULIANO; MUSSATTO, SOLANGE I.; FORSTER-CARNEIRO, TANIA. Start-up phase of a two-stage anaerobic co-digestion process: hydrogen and methane production from food waste and vinasse from ethanol industry. BIOFUEL RESEARCH JOURNAL-BRJ, v. 5, n. 2, p. 813-820, SPR 2018. Citações Web of Science: 6.

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