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Integrando a liquefação hidrotermal e a digestão anaeróbia para produção de energia e conservação de recursos hídricos na cadeia de produção de alimentos

Processo: 19/08736-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de setembro de 2019 - 31 de agosto de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
Pesquisador responsável:Giovana Tommaso
Beneficiário:Giovana Tommaso
Pesq. responsável no exterior: Yuanhui Zhang
Instituição no exterior: University of Illinois at Urbana-Champaign, Estados Unidos
Instituição-sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:17/12486-6 - Digestão anaeróbia de efluente da produção de óleo bruto por liquefação hidrotermal de cianobactérias, AP.BIOEN.R
Assunto(s):Produção de alimentos  Biocombustíveis  Bioenergia  Tratamento biológico anaeróbio  Reúso da água  Liquefação hidrotérmica  Digestão anaeróbia  Adsorção (tratamento de água)  Reatores anaeróbios em bateladas sequenciais  Cooperação internacional 

Resumo

Para atender às necessidades atuais de nossa população, a sociedade moderna tem que enfrentar o desafio de integrar positivamente a produção de alimentos e a gestão adequada de resíduos, obtendo e fornecendo água e energia de qualidade para realizar tais atividades. Tal meta pode ser alcançada somente com uma abordagem integrada ao Nexo Food-Energy-Water (FEW Nexus). Como principais instituições e países nessa iniciativa, o principal objetivo desta proposta é promover uma parceria entre pesquisadores da Universidade de Illinois e da Universidade de São Paulo para melhorar a recuperação de recursos na cadeia de alimentos e biocombustíveis, utilizando a liquefação hidrotérmica (HTL) e digestão anaeróbia (AD) como tecnologias principais. A HTL é uma tecnologia de produção de energia que usa pressão e calor para converter diferentes tipos de resíduos subutilizados em biocombustíveis renováveis, demonstrando um imenso potencial para atender a esses requisitos. Ao integrar a conversão de resíduos de alimentos e a digestão anaeróbia como tratamento biológico de águas residuárias, tal tecnologia pode tornar-se o elemento chave na resolução do Nexus Alimento-Água-Energia numa escala global. Sob a direção do professor Yuanhui Zhang, a HTL tem sido intensamente investigada para determinar as melhores condições de operação em bateladas e reações contínuas. Embora a HTL seja uma excelente opção para a produção de biocombustíveis, mais pesquisas são necessárias sobre o tratamento e a reutilização das águas residuais das reações, denominadas PHW. Atualmente, a equipe da profa. Giovana Tommaso concentra esforços na aplicação da AD da PHW aplicando Oxidação Avançada e Adsorção como pré e pós tratamentos da PHW, além de também aplicar bioestimulação ao tratamento anaeróbio de PHW em reatores horizontais de leito fixo (HAIB) contínuos. Os EUA e o Brasil estão entre os quatro maiores países em relação à produção de alimentos e biocombustíveis. Assim, uma escolha natural para a expansão da matriz energética desses países é a utilização de subprodutos dessas cadeias. Nosso foco será inicialmente voltado a resíduos da produção de refeições, do beneficiamento de leite e da produção de bioetanol. Esta proposta será conduzida integrando nossos projetos atuais para estudar os benefícios potenciais da combinação de HTL e digestão anaeróbia, utilizando nossa infraestrutura existente para obter dados preliminares sobre novas matérias-primas para processos de geração de energia. Dessa forma, conhecendo as lacunas dos processos, uma proposta inovadora integrando cadeias de fornecimento de alimentos e biocombustíveis será escrita. (AU)