Co-tratamento de biomassa lignocelulósica assistido por fermentação com bactérias termofílicas para a produção de etanol 2G

• Processo: 15/25866-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2018
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Sindelia Freitas Azzoni
• Beneficiário: Sindelia Freitas Azzoni
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Antonio Maria Francisco Luiz Jose Bonomi ; Maria Teresa Borges Pimenta Barbosa ; Otavio Cavalett ; Tassia Lopes Junqueira
• Assunto(s): Bioetanol Bioprocessos Fermentação Bactérias termófilas Conversão de biomassa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bacterias termofilicas | Bioprocesso consolidado | conversão de biomassa | Co-tratamento | Etanol de segunda geração | fermentação | Bioprocessos

Resumo

Neste projeto, propomos uma abordagem nova e potencialmente transformadora para a superação da barreira de recalcitrância da lignocelulose. Em vez de pré-tratamento termoquímico antes da transformação biológica (abordagem convencional), propomos a aplicação de processos de ruptura física durante o processamento biológico - denominado de "Co-tratamento". Embora moagem seja conhecida por demandar de muita energia para ser viável como pré-tratamento seguido por hidrólise mediada por coquetel enzimático fúngico, vários fatores de composição sugerem que as necessidades de energia para o Co-tratamento (moagem associado à ação microbiana) será menor em até duas ordens de magnitude. Como dados de apoio a esta abordagem a literatura reporta que, a) fermentação bacteriana prossegue facilmente na presença de ruptura física da biomassa em uma intensidade suficiente para aumentar substancialmente a solubilização da lignocelulose, e b) altos graus de solubilização de biomassa são obtidos sendo a eficiência desta comparável ao processo convencional (pré-tratamento seguido de hidrólise). A Análise econômica preliminar apresentada no projeto indica o potencial para redução do custo de conversão de lignocelulose, considerando dados de escala laboratorial e outras biomassas lignocelulósicas. Portanto, o objetivo principal deste projeto é avaliar a eficiência e viabilidade do Co-tratamento assistido por fermentação utilizando bactérias termofílicas para a conversão de bagaço e palha de cana de açúcar a etanol, e um objetivo secundário de familiarizar os pesquisadores brasileiros com técnicas de engenharia metabólica de bactérias termofílicas. O projeto será um esforço colaborativo liderado pela Dra. Sindelia Freitas Azzoni e Dra. Maria Teresa B. Pimenta do CTBE e do Professor Dr. Lee Lynd da Dartmouth College, nos EUA, e contará com visitas bidirecionais. Como plano de trabalho foram definidas 3 tarefas: Tarefa 1 - envolve a comparação de estratégias de ruptura física da biomassa através de diferentes técnicas de moagem realizadas separadamente da fermentação; Tarefa 2 - envolve a fermentação integrada ao processo de ruptura física; Tarefa 3 - Análise técnico econômica considerando a realidade brasileira e comparando esta tecnologia (Co-tratamento) com a rota convencional de segunda geração e em ambos os casos considerando a integração com a primeira geração. Como conclusão do projeto proposto espera-se ter uma avaliação deste novo conceito de processamento de biomassa potencialmente transformador aplicado às matérias-primas de cana de açúcar, e também o estabelecimento de uma colaboração de pesquisa entre o CTBE e um grupo de pesquisa líder na área de tecnologias de segunda geração. (AU)