Otimização em reatores do pré-tratamento alcalino do bagaço de cana-de-açúcar e da hidrólise enzimática da celulose

• Processo: 16/11891-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de fevereiro de 2017 - 31 de janeiro de 2019
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Elisângela de Jesus Cândido Moraes
• Beneficiário: Elisângela de Jesus Cândido Moraes
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Fábio Rodolfo Miguel Batista ; Félix Monteiro Pereira ; João Paulo Alves Silva ; Luis Fernando Figueiredo Faria
• Assunto(s): Hidrólise enzimática Reatores Ampliação de escala
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ampliação de escala | balanço de massa e energia | Estatística e simulação | Hidrólise enzimática | Pré-tratamento alcalino | reatores | Pré-tratamento alcalino do bagaço de cana e hidrólise enzimática da celulose

Resumo

O desenvolvimento de uma tecnologia economicamente viável do processo de hidrólise de materiais lignocelulósicos vem ao encontro da preocupação com o uso sustentável dos recursos naturais. O processo de hidrólise de diversos materiais lignocelulósicos vem sendo realizado há algum tempo, porém diversas variáveis tem que ser mais bem estudadas para otimização desse processo, principalmente no que diz respeito à área de engenharia. No entanto, para que este processo possa vir a ser competitivo economicamente, são necessários alguns pré-requisitos, destacando-se o estabelecimento de condições ideais do pré-tratamento (hidrólise da fração hemicelulósica e celulósica) da biomassa, etapa de fundamental importância, bem como as condições ideais do reator de hidrólise e finalmente um estudo do balanço material e de energia envolvido durante todo o processo. Neste sentido, com esse projeto, pretende-se determinar as melhores condições para o pré-tratamento alcalino do bagaço de cana-de-açúcar e a hidrólise enzimática da celulose. O hidrolisado celulósico, poderá posteriormente, ser utilizado por outros grupos de pesquisa da unidade para a produção de etanol de segunda geração. Além disso, serão realizados os balanços material, de energia e ampliação de escala envolvidos no processo para assim, otimizar o protótipo de uma unidade de hidrólise para produção de hidrolisado celulósico do bagaço de cana-de-açúcar. O presente trabalho será uma inovação no Departamento de Engenharia Química da Escola de Engenharia de Lorena na área de engenharia, para o tratamento das variáveis envolvidas nas etapas propostas, serão utilizados programas estatísticos. Além disso, o projeto propõe uma análise técnico-econômica, usando a ferramenta de simulação Aspen Plus e MATLAB, a qual possibilitará identificar os pontos críticos e propor possíveis alternativas do processo para sua melhoria. Com isso pretende-se que a área de Engenharia da instituição seja fortalecida. Para a realização desse projeto será necessário, dentre outros itens, a aquisição de um reator de bancada de hidrólise de volume 5L. Com tal aquisição, pretende-se melhorar a infraestrutura do Departamento de Engenharia Química, que é carente na área de Engenharia Química. (AU)