Nova estratégia para pré-tratamento de biomassa lignocelulósica: um estudo simultâneo e multivariado de parâmetros usando ultrassom e combinações de líquidos iônicos

• Processo: 17/24520-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Marcus Bruno Soares Forte
• Beneficiário: Marcus Bruno Soares Forte
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Gustavo Mockaitis
• Assunto(s): Bioenergia Biomassa lignocelulósica Líquidos iônicos Mudança climática Recursos renováveis Palhas Cana-de-açúcar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ionic liquids | Mixture | pre-treatment | ultrasound | Bioenergia

Resumo

As alterações climáticas, em decorrência da depleção histórica dos recursos naturais, têm nos levado a repensar a forma de condução tecnológica. A substituição de combustíveis fósseis por alternativas renováveis tem sido estudada com o intuito de mitigar o impacto ambiental na produção de energia. Entretanto, o emprego de resíduos lignocelulósicos, como o bagaço e palha da cana-de-açúcar para a síntese de biocombustíveis, demanda um pré-tratamento, devido a sua complexidade. O recente emprego de líquidos iônicos (IL) neste processo surge como uma estratégia visando contornar os problemas encontrados, como elevada demanda energética e produção de compostos inibitórios. Nesse contexto, o presente projeto propõe a utilização de difetentes IL no pré-tratamento de biomassa lignocelulósica de cana-de-açúcar (palha), proporcionando um melhor aproveitamento da biomassa, em uma proposta inovadora, economicamente e ambientalmente viáveis. Em um estudo pioneiro, serão avaliadas, de forma simultânea e multivariada através de planejamento experimental, as influências dos fatores temperatura, pH, ultrassom, agitação, teor de água, proporção (sólido/líquido) e razão de mistura de diferente IL na desconstrução da biomassa. As eficiências e rendimentos serão observados na hidrólise enzimática e fermentação. O reaproveitamento do licor do pré-tratamento será avaliado em duas possibilidades: avaliação do potencial biometanogênico (digestão anaeróbia) e produção de enzimas ligninases em biotransformações por actinomicetos. A biomassa pré-tratada será avaliada para duas aplicações: produção de etanol 2G e na obtenção de produtos de alto valor agregado (oligossacarídeos) através de enzimas obtidas por fermentação de fungos. (AU)

Publicações científicas

(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)

FERRARI, FELIPE AUGUSTO; BRANDAO PEREIRA, JORGE FERNANDO; WITKAMP, GEERT-JAN; SOARES FORTE, MARCUS BRUNO. Which Variables Matter for Process Design and Scale-Up? A Study of Sugar Cane Straw Pretreatment Using Low-Cost and Easily Synthesizable Ionic Liquids. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 7, n. 15, p. 12779-12788, AUG 5 2019. (14/16424-7, 15/50612-8, 17/24520-4)

FERRARI, F. A.; NOGUEIRA, G. P.; FRANCO, T. T.; DIAS, M. O. S.; CAVALIERO, C. K. N.; WITKAMP, G. J.; VAN DER WIELEN, L. A. M.; FORTE, M. B. S.. The role of ionic liquid pretreatment and recycling design in the sustainability of a biorefinery: a sugarcane to ethanol example. GREEN CHEMISTRY, v. 23, n. 22, OCT 2021. (17/24520-4, 19/19976-4, 18/20173-0, 15/50612-8, 19/10439-6)

AUGUSTO, FERRARI FELIPE; FRANCISCO, MALARET; STEPHEN, EUSTACE; JASON, HALLETT; VAN DER WIELEN, LUUK; GEERT-JAN, WITKAMP; BRUNO, FORTE MARCUS. Physicochemical Characterization of Two Protic Hydroxyethylammonium Carboxylate Ionic Liquids in Water and Their Mixture. JOURNAL OF CHEMICAL AND ENGINEERING DATA, v. 67, n. 6, p. 17-pg., 2022-06-09. (15/50612-8, 17/24520-4, 19/19976-4)