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
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2022
• 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
• Pesquisador Responsável no exterior: Yuanhui Zhang
• Instituição Parceira 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Anaerobic digestion | bio energy | Food Energy Water Nexus | hydrothermal liquefaction | Tratamento anaeróbio de efluentes

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)