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Aproveitamento integral de biomassas utilizando fluidos sub/supercríticos: avaliação de cenários tecnológicos sob ópticas ambiental, energética e econômica

Processo: 13/18114-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2014
Vigência (Término): 31 de agosto de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Maria Angela de Almeida Meireles Petenate
Beneficiário:Juliana Queiroz Albarelli
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):15/06954-1 - Desenvolvimento de uma biorrefinaria sub/supercrítica integrada, energeticamente autossuficiente e economicamente viável com a ajuda de modelagem e simulação computacional, BE.EP.PD
Assunto(s):Otimização multiobjetivo   Integração energética

Resumo

Especialistas indicam que futuras biorrefinarias devem estar focadas na obtenção de produtos com maior valor agregado previamente à produção de biocombustíveis e/ou energia. Frente a este cenário e aos obstáculos ainda existentes para o estabelecimento de uma biorrefinaria da cana-de-açúcar, a tecnologia sub/supercrítica se desponta. Como tal tecnologia demanda um alto gasto energético, estratégias para reduzir tal consumo tem que ser desenvolvidas adicionalmente à otimização experimental. O presente projeto propõe contribuir com esta demanda científica e tecnológica, comparando a tecnologia sub/supercrítica com outras potenciais tecnologias dentro da biorrefinaria da cana. Este projeto irá avaliar também diferentes cenários tecnológicos desenvolvidos principalmente no LASEFI/DEA/FEA/UNICAMP visando o aproveitamento integral de diferentes biomassas utilizando fluidos sub/supercríticos em todas as etapas. Neste contexto, futuras biorrefinarias baseadas na obtenção sequencial de metabólitos secundários, utilizando etanol e CO2 supercrítico, com posterior fracionamento da biomassa utilizando água subcrítica e produção de monossacarídeos a partir dos resíduos sólidos ricos em celulose utilizando água supercrítica serão avaliados. Os processos serão simulados utilizando os softwares ASPEN PLUS e/ou VALI e experimentos laboratoriais serão desenvolvidos quando necessário. Por fim, será avaliada a integração da biorrefinaria de cana-de-açúcar e/ou de microalgas às biorrefinarias propostas, visando eficiência energética via análise Pinch. Os processos serão analisados quanto ao impacto econômico e ambiental, sendo possível realizar uma otimização multi-objetivo utilizando o software OSMOSE.

Publicações científicas (16)
(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)
ALBARELLI, JULIANA Q.; SANTOS, DIEGO T.; ENSINAS, ADRIANO V.; MARECHAL, FRANCOIS; COCERO, MARIA J.; MEIRELES, M. ANGELA A. Product diversification in the sugarcane biorefinery through algae growth and supercritical CO2 extraction: Thermal and economic analysis. RENEWABLE ENERGY, v. 129, n. B, SI, p. 776-785, DEC 2018. Citações Web of Science: 2.
ALBARELLI, JULIANA Q.; SANTOS, DIEGO T.; MEIRELES, M. ANGELA A. Thermo-economic evaluation of a new approach to extract sugarcane wax integrated to a first and second generation biorefinery. BIOMASS & BIOENERGY, v. 119, p. 69-74, DEC 2018. Citações Web of Science: 0.
ALBARELLI, JULIANA Q.; SANTOS, DIEGO T.; ENSINAS, V, ADRIANO; MARECHAL, FRANCOIS; COCERO, MARIA J.; MEIRELES, M. ANGELA A. Comparison of extraction techniques for product diversification in a supercritical water gasification-based sugarcane-wet microalgae biorefinery: Thermoeconomic and environmental analysis. JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION, v. 201, p. 697-705, NOV 10 2018. Citações Web of Science: 1.
ALBARELLI, JULIANA Q.; SANTOS, DIEGO T.; MEIRELES, M. ANGELA A.; SALGADO, MARTA; RUEDA, MIRIAM. Techno-economic analysis of production of ammonia-borane confined in silica aerogel microparticles by subcritical CO2 drying. JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS, v. 138, p. 147-153, AUG 2018. Citações Web of Science: 0.
ALBARELLI, JULIANA Q.; SANTOS, DIEGO T.; COCERO, MARIA JOSE; MEIRELES, MARIA ANGELA A. Perspectives on the integration of a supercritical fluid extraction plant to a sugarcane biorefinery: thermo-economical evaluation of CO2 recycle systems. FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY, v. 38, n. 1, p. 13-18, JAN-MAR 2018. Citações Web of Science: 1.
SANTANA, ADINA L.; ALBARELLI, JULIANA Q.; SANTOS, DIEGO T.; SOUZA, RENATO; MACHADO, NELIO T.; ARAUJO, MARILENA E.; MEIRELES, M. ANGELA A. Kinetic behavior, mathematical modeling, and economic evaluation of extracts obtained by supercritical fluid extraction from defatted assai waste. FOOD AND BIOPRODUCTS PROCESSING, v. 107, p. 25-35, JAN 2018. Citações Web of Science: 1.
ALBARELLI, JULIANA Q.; SANTOS, DIEGO T.; ENSINAS, ADRIANO V.; MARECHAL, FRANCOIS; MATO, FIDEL A.; COCERO, MARIA J.; MEIRELES, M. ANGELA A. Thermo-economic and environmental comparison of supercritical water and enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse in a biorefinery concept. ENERGY, v. 141, p. 139-148, DEC 15 2017. Citações Web of Science: 2.
ALBARELLI, JULIANA Q.; ONORATI, SANDRO; CALIANDRO, PRISCILLA; PEDUZZI, EMANUELA; MEIRELES, M. ANGELA A.; MARECHAL, FRANCOIS; ENSINAS, ADRIANO V. Multi-objective optimization of a sugarcane biorefinery for integrated ethanol and methanol production. ENERGY, v. 138, p. 1281-1290, NOV 1 2017. Citações Web of Science: 5.
ALBARELLI, J. Q.; MIAN, A.; SANTOS, D. T.; ENSINAS, A. V.; MARECHAL, F.; MEIRELES, M. A. A. MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION OF SUPERCRITICAL WATER GASIFICATION OF LEFTOVER BRAZILIAN GINSENG ROOTS AFTER PHYTOCHEMICAL RECOVERY STEPS. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 34, n. 3, p. 841-850, JUL-SEP 2017. Citações Web of Science: 0.
LEVAI, GYORGY; ALBARELLI, JULIANA Q.; SANTOS, DIEGO T.; MEIRELES, M. ANGELA A.; MARTIN, ANGEL; RODRIGUEZ-ROJO, SORAYA; JOSE COCERO, MARIA. Quercetin loaded particles production by means of supercritical fluid extraction of emulsions: Process scale-upstudy and thermo-economic evaluation. FOOD AND BIOPRODUCTS PROCESSING, v. 103, p. 27-38, MAY 2017. Citações Web of Science: 5.
VARDANEGA, RENATA; CARVALHO, PEDRO I. N.; ALBARELLI, JULIANA Q.; SANTOS, DIEGO T.; MEIRELES, ANGELA A. Techno-economic evaluation of obtaining Brazilian ginseng extracts in potential production scenarios. FOOD AND BIOPRODUCTS PROCESSING, v. 101, p. 45-55, JAN 2017. Citações Web of Science: 11.
ALBARELLI, JULIANA Q.; SANTOS, DIEGO T.; JOSE COCERO, MARIA; MEIRELES, M. ANGELA A. Economic Analysis of an Integrated Annatto Seeds-Sugarcane Biorefinery Using Supercritical CO2 Extraction as a First Step. MATERIALS, v. 9, n. 6 JUN 2016. Citações Web of Science: 9.
ALBARELLI, JULIANA Q.; MIAN, ALBERTO; SANTOS, DIEGO T.; ENSINAS, ADRIANO V.; MARECHAL, FRANCOIS; MEIRELES, M. ANGELA A. Valorization of sugarcane biorefinery residues using supercritical water gasification: A case study and perspectives. JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS, v. 96, n. SI, p. 133-143, JAN 2015. Citações Web of Science: 8.

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