Valorização dos resíduos orgânicos do setor sucroenergético para produção de energia sustentável e produtos químicos de alto valor agregado (VALORA-SUCRO SP/PE)

• Processo: 22/07277-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Acordo de Cooperação: CONFAP - Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa
• Pesquisador responsável: Aline Carvalho da Costa
• Beneficiário: Aline Carvalho da Costa
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Aline de Andrade Alves ; Barbara Ribeiro Alves Alencar ; Bruna Soares Fernandes ; Emmanuel Damilano Dutra ; Fabricio Motteran ; Jaciane Lutz Ienczak ; Rafael Barros de Souza ; Rômulo Simões Cezar Menezes ; Sarita Candida Rabelo ; Sávia Gavazza dos Santos
• Assunto(s): Biomassa Energia renovável Fermentação Hidrólise enzimática Resíduos orgânicos Setor sucroenergético Produtos químicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biodigestão | bioprodutos de valor agregado | energia renovável | fermentação | Fracionamento de biomassa | Hidrólise enzimática | Processamento de biomassa

Resumo

A valorização química e energética dos resíduos orgânicos é um desafio para o setor sucroenergético nacional. Uma forma de valorização desse tipo de resíduo é produzindo energia renovável e produtos químicos com baixa pegada de emissões de gases de efeito estufa. Com isso, o objetivo geral desta proposta é realizar pesquisas integradas para valorização química e energética dos resíduos orgânicos da indústria sucroenergética para produção de energia sustentável e compostos químicos de alto valor agregado nos Estados de São Paulo e Pernambuco. Este objetivo desdobra-se em 9 objetivos específicos, a seguir: I) otimizar e avaliar o pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar empregando o processo organossolve com glicerol bruto, ácido e hidrotérmico, e avaliar estratégias de reciclo de solução química e água no processo; II) avaliar, a partir da fração celulósica obtida após a condição otimizada de pré-tratamento organossolve, a produção do ácido propiônico, via fermentativa, e seu potencial na produção de propano; III) avaliar a produção de etanol 2G a partir da fração celulósica obtida após o pré-tratamento organossolve com glicerol bruto e comparação com os pré-tratamentos ácido e hidrotérmico; IV) determinar as melhores condições para co-digestão de licor de pentoses e vinhaça para a produção de biogás em biodigestores em escala laboratorial e piloto, além de produção de hidrogênio em escala de bancada; V) monitorar e avaliar a diversidade microbiana, a metabolômica e os fluxos metabólicos nos experimentos de produção dos biocombustíveis e produtos químicos obtidos; VI) avaliar o efeito da injeção da corrente de H2 no biogás no processo de biometanação do biogás; VII) avaliar, a partir da fração celulósica obtida após a condição otimizada de pré-tratamento organossolve, a bioprodução de 1,3 propanodiol como intermediário de valor agregado a biodigestão; VIII) produzir bioplástico a partir dos hidrolisados da fração celulósica das melhores condições de pré-tratamento ácido e hidrotérmico como intermediário de valor agregado a biodigestão; e IX) consolidar a integração entre os grupos de pesquisa das instituições parceiras em projetos de P&D a partir de workshops e eventos científicos periódicos. Para atingir o conjunto de objetivos propostos, os pesquisadores de ambos os estados irão atuar de forma integrada. Os resultados da proposta podem impactar na geração de conhecimento científico na temática da produção de energia renovável no setor sucroenergético e possuem alta aderência a vários dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Agenda 2030 da ONU, uma vez que abordam questões que melhoram a geração de energia renovável, a qualidade da água, e que poderão contribuir para a mitigação dos efeitos das mudanças climáticas. Além disso, os impactos da presente proposta poderão ser quantificados no desenvolvimento e/ou aprimoramento de processos, na publicação de dissertações, teses e artigos científicos, na formação de recursos humanos (pelo menos 4 teses de doutorado, 4 dissertações de mestrado e 3 ICs); e na redução efetiva do consumo de fósseis do setor sucroenergético. (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)

PEREIRA, ERICSEM; PEREIRA, DEBORA TAMIRES VITOR; RABELO, SARITA CANDIDA; CERIANI, ROBERTA; DA COSTA, ALINE CARVALHO. Green solvent pretreatments for lignocellulosic biorefineries: A review. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 13, n. 1, p. 19-pg., 2025-01-09. (21/11380-5, 22/07277-7, 22/15814-2)

ARAUJO, MICHELLE FERNANDES; VOLPI, MARIA PAULA CARDEAL; MOCKAITIS, GUSTAVO; MORAIS, MARCOS ANTONIO; DA COSTA, ALINE CARVALHO; RABELO, SARITA CANDIDA. Crude glycerol organosolv pretreatment: Chain integration for the production of 2G ethanol and biogas. FUEL, v. 379, p. 14-pg., 2024-09-05. (21/11380-5, 22/07277-7)