SYMBioref: Biorrefinaria de Cana Energia Simbiótica

• Processo: 23/01072-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Adriano Pinto Mariano
• Beneficiário: Adriano Pinto Mariano
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Bruno Xavier Ferreira ; Juan Fernando Perez Bayer ; York Castillo Santiago
• Assunto(s): Análise econômica Fermentação Gaseificação Biorrefinarias Cana-energia Combustíveis derivados de resíduos (CDR) Resíduos urbanos Produção de etanol
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Analise economica | biorrefinaria | fermentação | gaseificação | Biorrefinarias

Resumo

Essa pesquisa objetiva propor o conceito de uma Biorrefinaria de Cana Energia Simbiótica (SYMBioref) na qual cana energia, um tipo de cana rica em fibras, é coprocessada com resíduos de outros setores industriais, especialmente o combustível derivado de resíduos (CDR) de unidades processadores de lixo urbano, para expandir a produção de etanol para um portfólio de combustíveis e químicos. Este projeto investigará aspectos técnicos, econômicos e ambientais de alternativas de projetos conceituais da SYMBioref que integram processos fermentativos com tecnologia de gaseificação. Na SYMBioref, o caldo da cana energia é fermentado durante todo o ano para produzir etanol e parte da biomassa da cana (principalmente bagaço) é pré-tratada e hidrolisada enzimaticamente para produzir glicose e então etanol. O hidrolisado hemicelulósico do bagaço (contendo xilose) é alimentado a uma fermentação multiproduto com duas espécies de Clostridium não modificadas geneticamente para produzir acetona, butanol, etanol e 1,3-propanodiol. Parte da biomassa da cana energia (principalmente a palha) e lignina são coprocessados com outros resíduos (CDR, biochar de eucalipto e glicerol derivado do biodiesel) por gaseificação. O gás de síntese resultante é convertido em H2, gás natural e eletricidade. Interessantemente, o CO2 produzido na fermentação será usado como agente gaseificante e parte do H2 será usada para produzir querosene de aviação via tecnologia álcool-para-querosene a partir do butanol produzido do hidrolisado hemicelulósico. Esta configuração proposta da SYMBioref será comparada com configurações sem o processamento bioquímico do bagaço e outra configuração que substitui a gaseificação por caldeiras convencionais. O projeto é organizado em quatro objetivos: (1) análises técnico-econômica e de ciclo de vida das configurações propostas da SYMBioref; (2) caracterização dos resíduos considerados para a gaseificação; (3) simulação do gaseificador para o coprocessamento dos resíduos e simulação da conversão de gás de síntese em hidrogênio, gás natural e eletricidade; (4) desenvolvimento de uma estratégia de fermentação que possibilite a conversão de hidrolisado hemicelulósico de cana energia não detoxificado em butanol e outros químicos. O objetivo global dessa pesquisa é encorajar o crescimento contínuo do agronegócio nos mercados de combustíveis gasosos e líquidos e eletricidade, tendo o apoio de uma solução para enfrentar a ameaça da saturação dos aterros sanitários em áreas densamente populadas. (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)

DOS SANTOS, JULLES MITOURA; MARIANO, ADRIANO PINTO. Gasification of Lignocellulosic Waste in Supercritical Water: Study of Thermodynamic Equilibrium as a Nonlinear Programming Problem. ENG, v. 5, n. 2, p. 16-pg., 2024-06-01. (23/01072-7)

CARABALLO, LUIS DAVID GARCIA; DOS SANTOS JR, JULLES MITOURA; ZELIOLI, ICARO AUGUSTO MACCARI; SANTIAGO, YORK CASTILLO; BAYER, JUAN F. PEREZ; MARIANO, ADRIANO PINTO. Thermodynamic Assessment of Different Feedstocks Gasification Using Supercritical Water and CO₂ for Hydrogen and Methane Production. ENG, v. 6, n. 1, p. 22-pg., 2025-01-01. (23/01072-7)