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Fermentação anaeróbia solventogênica (ABE) para a produção de etanol e butanol a partir dos produtos da digestão acidogênica do licor de pentoses do bagaço da cana de açúcar

Processo: 13/18172-2
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2013
Vigência (Término): 31 de outubro de 2014
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química
Pesquisador responsável:Marcelo Zaiat
Beneficiário:Gustavo Mockaitis
Supervisor no Exterior: Serge-Roger Guiot
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Local de pesquisa : National Research Council Canada (NRC), Canadá  
Vinculado à bolsa:10/18463-9 - Estudos fundamentais na obtenção de ácidos orgânicos como subprodutos e hidrogênio como fonte energética do resíduo do hidrolisado do bagaço de cana-de-açúcar por meio de Bioprocessamento, BP.PD
Assunto(s):Etanol   Butanóis   Biocombustíveis

Resumo

O licor de pentoses é um resíduo líquido obtido pelo pré-processamento do bagaço de cana para a sua hidrólise objetivando a produção de etanol de segunda geração. A composição deste resíduo varia com o tipo de processo de pré-tratamento utilizado, mas as mais comuns são os constituintes de lignina, mono- e oligossacáridos de hemicelulose e xilose, que é o principal carbohidrato presente neste resíduo.A investigação em curso, a qual este projeto está diretamente ligada (processo FAPESP 2010/18.463-9) está mostrando a viabilidade na produção de AGV por digestão anaeróbia de pentoses licor e xilose como fonte de carbono. Embora o foco principal da pesquisa é a produção de hidrogênio (como combustível) por meio dos processos acidogênicos, a busca de uma alternativa de processamento levando a um portador de energia mais atraente como o etanol ou butanol é desejável devido a instabilidade na produção de hidrogênio por meio anaeróbio. Além disso, etanol e butanol são os combustíveis que são mais integrados na matriz energética atual, considerando a quantidade de motores de combustão que trabalham com esses combustíveis, portanto, não necessitando de uma mudança drástica da matriz energética usada hoje em dia.A conversão de acetato e butirato em etanol e butanol pode ser realizada por meio de um outro processo anaeróbico conhecido por solventogenese. Apesar de muitos trabalhos se concentrarem na fermentação solventogênica direta de matérias-primas e resíduos, a acidogeneses parece ser um passo crucial para uma solventogenese bem-sucedida. Além disso, alguns microorganismos acidogênicos e acetogênicos podem metabolizar os solventes ABE produzidos em CO2 (solvólise). Assim, uma abordagem em duas fases (acidogênese e solventogênese realizadas separadamente) pode ser uma alternativa interessante para a otimização do processo.Neste sentido, o presente projeto propõe a investigação da influência de fatores ambientais, como temperatura, pH e de pressão parcial de hidrogênio sobre o metabolismo do butirato e do acetato, na mesma proporção que a obtida pelo processamento acidogenico da xilose, em etanol e butanol, em um anaeróbio processo solventogenico. (AU)

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