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Desenvolvimento de um bioprocesso com alta eficiência energética para a produção flexível de butanol/etanol integrado a uma usina kraft de celulose

Processo: 15/07097-5
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
Vigência: 01 de julho de 2015 - 30 de junho de 2017
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
Pesq. associados:Rubens Maciel Filho ; Thaddeus Chukwuemeka Ezeji
Assunto(s):Celulose  Bioprocessos  Fermentação  Biorrefinarias  Biocombustíveis  Etanol  Butanóis 

Resumo

Seguindo uma tendência mundial de reestruturação do setor de celulose, no Brasil empresas produtoras de celulose de eucalipto estão interessadas na expansão dos seus negócios com a produção integrada de novos produtos de origem renovável em substituição àqueles derivados do petróleo. Entre estes produtos destacam-se os biocombustíveis e químicos como o butanol. Apesar das fábricas modernas de celulose terem excedente de energia, o alto consumo de vapor e excessiva geração de vinhaça de bioprocessos como a fermentação podem reduzir consideravelmente a atratividade do projeto, seja pelo investimento necessário para a adequação energética ou pela limitação do novo processo a uma escala não competitiva. Além disso, atenção também deve ser dada à flexibilidade do processo e sua importância crucial para a criação de um negócio robusto frente a oscilações intrínsecas de mercado. Dessa maneira, integração de processos, eficiência energética e flexibilidade de processo são os problemas alvos desse projeto. Nesse contexto, o objetivo do projeto é o desenvolvimento de um bioprocesso com alta eficiência energética para a produção flexível de butanol/etanol integrado a uma usina Kraft de celulose. O principal desafio científico consiste no desenvolvimento de uma tecnologia de fermentação que ao mesmo tempo em que seja intensificada também seja flexível. E não menos importante é a determinação/avaliação de estratégias de integração entre o novo processo e a usina de celulose bem como a fonte e o método de obtenção dos açúcares, de modo que ambos os negócios sejam beneficiados economicamente e ambientalmente.Assim, a partir de uma abordagem multidisciplinar, serão utilizadas ferramentas da engenharia de sistemas de processos (simulações computacionais em associação com análise técnico-econômica) em conjunto com atividades em escala laboratorial para (i) o projeto do bioprocesso flexível e (ii) o desenvolvimento da tecnologia de fermentação avançada com recuperação integrada dos produtos e compatível com as fermentações do etanol e do butanol, denominada aqui "fermentação flash flexível". (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)
ASSUMPCAO, DANIEL DE CASTRO; CCOPA RIVERA, ELMER ALBERTO; TOVAR, LAURA PLAZAS; EZEJI, THADDEUS CHUKWUEMEKA; MACIEL FILHO, RUBENS; MARIANO, ADRIANO PINTO. Resolving mismatches in the flexible production of ethanol and butanol from eucalyptus wood with vacuum fermentation. Bioprocess and Biosystems Engineering, v. 41, n. 11, p. 1651-1663, NOV 2018. Citações Web of Science: 2.
BRAZ, DANILO SILVA; MARIANO, ADRIANO PINTO. Jet fuel production in eucalyptus pulp mills: Economics and carbon footprint of ethanol vs. butanol pathway. Bioresource Technology, v. 268, p. 9-19, NOV 2018. Citações Web of Science: 2.
PEREIRA, GUILHERME C. Q.; BRAZ, DANILO S.; HAMAGUCHI, MARCELO; EZEJI, THADDEUS C.; MACIEL FILHO, RUBENS; MARIANO, ADRIANO P. Process design and economics of a flexible ethanol-butanol plant annexed to a eucalyptus kraft pulp mill. Bioresource Technology, v. 250, p. 345-354, FEB 2018. Citações Web of Science: 5.

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