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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):19/11912-7 - ICEF13 - 13th International Congress on engineering and food, AR.EXT
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):19/24071-0 - Avaliação comparativa de processos para obtenção de bioetanol hidratado e anidro de 1ª e 2ª gerações utilizando a modelagem de estágios de não-equilíbrio, BP.MS
18/23835-4 - Produção de extratos lipofílicos, substratos químicos e biogás a partir do bagaço de cana-de-açúcar por tecnologias verdes em um conceito de biorrefinaria, BP.PD
19/03019-0 - Desenvolvimento de sistema de vácuo e condensação para recuperar Acetona-Butanol-Etanol de caldos fermentativos, BP.MS
+ mais bolsas vinculadas 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
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 (23)
(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)
NAKASU, PEDRO Y. S.; CLARKE, COBY J.; RABELO, SANTA C.; COSTA, ALINE C.; BRANDT-TALBOT, AGNIESZKA; HALLETT, JASON P. Interplay of Acid-Base Ratio and Recycling on the Pretreatment Performance of the Protic Ionic Liquid Monoethanolammonium Acetate. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 8, n. 21, p. 7952-7961, JUN 1 2020. Citações Web of Science: 0.
LOPES, EMILIA SAVIOLI; RIVERA, ELMER CCOPA; DE JESUS GARIBOTI, JULIO CESAR; ZIMMERMANN FEISTEL, LUIS HENRIQUE; DUTRA, JOAO VITOR; MACIEL FILHO, RUBENS; TOVAR, LAURA PLAZAS. Kinetic insights into the lignocellulosic biomass-based levulinic acid production by a mechanistic model. Cellulose, v. 27, n. 10 MAY 2020. Citações Web of Science: 0.
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TASIC, MARIJA B.; BONON, ANDERSON DE JESUS; ROCHA BARBOSA SCHIAVON, MARIA INGRID; KLEIN, BRUNO COLLING; VELJKOVIC, VLADA B.; MACIEL FILHO, RUBENS. Cultivation of Chlamydomonas reinhardtii in Anaerobically Digested Vinasse for Bioethanol Production. WASTE AND BIOMASS VALORIZATION, MAR 2020. Citações Web of Science: 0.
AVILA, PATRICIA F.; FRANCO CAIRO, JOAO PAULO L.; DAMASIO, ANDRE; FORTE, MARCUS B. S.; GOLDBECK, ROSANA. Xylooligosaccharides production from a sugarcane biomass mixture: Effects of commercial enzyme combinations on bagasse/straw hydrolysis pretreated using different strategies. Food Research International, v. 128, FEB 2020. Citações Web of Science: 0.
RIVERA, ELMER CCOPA; SWERDLOW, JONATHAN J.; SUMMERSCALES, RODNEY L.; UPPALA, PADMA P. TADI; MACIEL FILHO, RUBENS; NETO, MABIO R. C.; KWON, HYUN J. Data-Driven Modeling of Smartphone-Based Electrochemiluminescence Sensor Data Using Artificial Intelligence. SENSORS, v. 20, n. 3 FEB 2020. Citações Web of Science: 0.
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YAMAKAWA, CELINA K.; RIVERAB, ELMER CCOPA; KWON, HYUN; HERRERA AGUDELO, WILLIAM E.; SAAD, MARCELO B. W.; LEAL, JAIRO; ROSSELL, V, CARLOS E.; BONOMI, ANTONIO; MACIEL FILHO, RUBENS. Study of influence of yeast cells treatment on sugarcane ethanol fermentation: Operating conditions and kinetics. Biochemical Engineering Journal, v. 147, p. 1-10, JUL 15 2019. Citações Web of Science: 0.
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