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Desenvolvimento integrado de biorrefinaria e planta de bioetanol de cana-de-açúcar com emissão zero de CO2: rotas para converter recursos renováveis em bioprodutos e bioeletricidade

Processo: 15/20630-4
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de abril de 2017 - 31 de março de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Rubens Maciel Filho
Beneficiário:Rubens Maciel Filho
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Pesquisadores principais:Francisco Maugeri Filho ; Maria Regina Wolf Maciel ; Reginaldo Guirardello
Pesq. associados:Adriano Pinto Mariano ; Aline Carvalho da Costa ; André Luiz Jardini Munhoz ; Antonio Maria Francisco Luiz Jose Bonomi ; Aulus Roberto Romão Bineli ; Bruno Colling Klein ; Carlos Eduardo Vaz Rossell ; Daniele Farias ; Edvaldo Rodrigo de Morais ; Elmer Alberto Ccopa Rivera ; Francisco Maugeri Filho ; Laura Plazas Tovar ; Leonardo Vasconcelos Fregolente ; Luisa Fernanda Rios Pinto ; Maria Ingrid Rocha Barbosa Schiavon ; Marija Tasic ; Marina Oliveira de Souza Dias ; Otavio Cavalett ; Raphael Soeiro Suppino ; Rosana Goldbeck ; Sarita Candida Rabelo ; Tassia Lopes Junqueira ; Viktor Oswaldo Cardenas Concha
Auxílios(s) vinculado(s):18/17966-9 - XVI simpósio latinoamericano de polímeros y XIV Congreso iberoamericano de polímeros, AR.EXT
18/02742-8 - International Conference on biomass - iconBM 2018, AR.EXT
17/14056-9 - Cultivo de Chlamydomonas reinhardtii em vinhaça para a produção de bioetanol, AV.EXT
17/08671-2 - 11th European Congress of Chemical Engineering, AR.EXT
Bolsa(s) vinculada(s):19/03019-0 - Desenvolvimento de sistema de vácuo e condensação para recuperar Acetona-Butanol-Etanol de caldos fermentativos, BP.MS
19/01723-2 - Avaliação de alternativas de integração energética e hídrica de biorrefinarias de cana-de-açúcar, BP.DD
18/14223-5 - Obtenção de microcápsulas simbióticas a partir de xilo-oligossacarídeos oriundos de palha de cana-de-açúcar, BP.MS
+ mais bolsas vinculadas 18/25925-0 - Produção de n-butanol a partir da fermentação de hidrolisado hemicelulósico do bagaço da cana-de-açúcar com imobilização celular, BP.IC
18/20787-9 - Estratégias para sacarificação de biomassa microalgal visando a produção de bioetanol 3G, BP.DR
17/27092-3 - Análise técnico-econômica de uma biorrefinaria de cana-de-açúcar com produtos químicos derivados de biomassa e produção otimizada de etanol, BP.PD
17/23335-9 - Desenvolvimento integrado de biorrefinaria e planta de bioetanol de cana-de-açúcar com emissão zero de CO2: rotas para converter recursos renováveis em bioprodutos e bioeletricidade, BP.TT
17/18401-2 - Adaptação de um reator de reforma catalítica para impedir o craqueamento de gases orgânicos em processo de termo-conversão de biomassa, BP.IC
17/07633-0 - Modelagem matemática e avaliação de estratégias de hidrólise enzimática de bagaço de cana em altas cargas de sólidos, BP.MS
17/07390-0 - Produção de IBE (isopropanol, butanol e etanol) a partir da fermentação da mistura de açúcares lignocelulósicos do bagaço de cana-de-açúcar com melaço, BP.IC
17/03091-8 - Avaliação técnico-econômica e ambiental das tecnologias de biorrefinaria, BP.PD
14/10064-9 - Produção de biodiesel a partir de microalgas via transesterificação in situ em condições supercritas, BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Biocombustíveis  Bioetanol  Biorrefinarias  Cana-de-açúcar  Dióxido de carbono 

Resumo

Um processo integrado é proposto neste projeto, de modo a maximizar a produtividade de biocombustíveis e produtos químicos de alto valor agregado a partir do melaço, bagaço e palha de cana-de-açúcar. A ideia conceitual é usar a planta de bioetanol de primeira geração como base para o desenvolvimento de novos processos, uma vez que em tais plantas muitas instalações já estão disponíveis, como energia elétrica, vapor, água e bagaço excedente. O dióxido de carbono (CO2), gerado na produção de biocombustíveis, é proposto para ser utilizado na produção de etanol, a partir de biomassa de algas e transformação catalítica ou fermentação biológica de gás de síntese (syngas), bem como a utilização deste como molécula de carbono renovável para obter produtos químicos através de síntese química e de fermentação; o uso de CO2 supercrítico (scCO2) tem atraído muito interesse, a fim de facilitar vários processos químicos e será considerado como parte de alguma rota química. Este processo integrado desafiador tem o grande apelo de não emitir dióxido de carbono e oferece o melhor do carbono renovável para a produção de biocombustíveis e produtos químicos, transformando-o, quando técnica e economicamente viável, um marco para o progresso da biorrefinaria brasileira. Em todo o mundo, as análises revelam que uma biorrefinaria integrada de biocombustíveis e produtos químicos oferece, potencialmente, um retorno muito maior sobre o investimento e atende metas energéticas e econômicas simultaneamente. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Pós-doutorado em Engenharia Química com bolsa da FAPESP 
Pesquisa na Unicamp tem oportunidade para pós-doutorado 

Publicações científicas (10)
(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 VIEIRA, CARLA FERREIRA; MAUGERI FILHO, FRANCISCO; MACIEL FILHO, RUBENS; MARIANO, ADRIANO PINTO. Acetone-free biobutanol production: Past and recent advances in the Isopropanol-Butanol-Ethanol (IBE) fermentation. Bioresource Technology, v. 287, SEP 2019. Citações Web of Science: 0.
FERREIRA, G. F.; RIOS PINTO, L. F.; MACIEL FILHO, R.; FREGOLENTE, L. V. A review on lipid production from microalgae: Association between cultivation using waste streams and fatty acid profiles. RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS, v. 109, p. 448-466, JUL 2019. Citações Web of Science: 0.
ZETTY-ARENAS, ANA MARIA; ALVES, RAFAEL FERRAZ; FREIXO PORTELA, CARLA ANDREIA; MARIANO, ADRIANO PINTO; BASSO, THIAGO OLITTA; TOVAR, LAURA PLAZAS; MACIEL FILHO, RUBENS; FREITAS, SINDELIA. Towards enhanced n-butanol production from sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate: Strain screening, and the effects of sugar concentration and butanol tolerance. BIOMASS & BIOENERGY, v. 126, p. 190-198, JUL 2019. Citações Web of Science: 0.
ROQUE, LAERTI REIS; MORGADO, GRAZIELLE PATRICIA; NASCIMENTO, VIVIANE MARCOS; IENCZAK, JACIANE LUTZ; RABELO, SARITA CANDIDA. Liquid-liquid extraction: A promising alternative for inhibitors removing of pentoses fermentation. FUEL, v. 242, p. 775-787, APR 15 2019. Citações Web of Science: 0.
MOTTA, INGRID LOPES; MIRANDA, NAHIEH TOSCANO; MACIEL FILHO, RUBENS; WOLF MACIEL, MARIA REGINA. Sugarcane bagasse gasification: Simulation and analysis of different operating parameters, fluidizing media, and gasifier types. BIOMASS & BIOENERGY, v. 122, p. 433-445, MAR 2019. Citações Web of Science: 0.
PIN, THAYNARA C.; NAKASU, PEDRO Y. S.; MATTEDI, SILVANA; RABELO, SARITA C.; COSTA, ALINE C. Screening of protic ionic liquids for sugarcane bagasse pretreatment. FUEL, v. 235, p. 1506-1514, JAN 1 2019. Citações Web of Science: 0.
SILVA ORTIZ, PABLO A.; FLOREZ-ORREGO, DANIEL; DE OLIVEIRA JUNIOR, SILVIO; MARECHAL, FRANCOIS; MACIEL FILHO, RUBENS. Exergetic, environmental and economic assessment of sugarcane first-generation biorefineries. JOURNAL OF POWER TECHNOLOGIES, v. 99, n. 2, p. 67-81, 2019. Citações Web of Science: 0.
LEAL SILVA, JEAN FELIPE; MARIANO, ADRIANO PINTO; MACIEL FILHO, RUBENS. Economic potential of 2-methyltetrahydrofuran (MTHF) and ethyl levulinate (EL) produced from hemicelluloses-derived furfural. BIOMASS & BIOENERGY, v. 119, p. 492-502, DEC 2018. Citações Web of Science: 0.
MOTTA, INGRID LOPES; MIRANDA, NAHIEH TOSCANO; MACIEL FILHO, RUBENS; WOLF MACIEL, MARIA REGINA. Biomass gasification in fluidized beds: A review of biomass moisture content and operating pressure effects. RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS, v. 94, p. 998-1023, OCT 2018. Citações Web of Science: 5.
FLEIG, OLIVIA PANIZ; LOPES, EMILIA SAVIOLI; RIVERA, ELMER CCOPA; MACIEL FILHO, RUBENS; TOVAR, LAURA PLAZAS. Concept of rice husk biorefining for levulinic acid production integrating three steps: Multi-response optimization, new perceptions and limitations. Process Biochemistry, v. 65, p. 146-156, FEB 2018. Citações Web of Science: 4.

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