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Otimização e produção de ácido lático a partir de cana-de-açúcar

Processo: 13/26290-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de maio de 2014
Vigência (Término): 30 de junho de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Rubens Maciel Filho
Beneficiário:Regiane Alves de Oliveira
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas, SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:08/57873-8 - Um processo integrado para produção total de bioetanol e emissão zero de CO2, AP.BIOEN.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):16/14830-3 - Produção de ácido lático a partir de hidrolisado lignocelulósico utilizando fermentação com reciclo de células de Bacillus coagulans, BE.EP.DD
Assunto(s):Processos bioquímicos   Destilação molecular   Ácido láctico   Cana-de-açúcar   Fermentação

Resumo

O ácido lático é um composto amplamente utilizado nas indústrias alimentícias, farmacêuticas, médicas e químicas. Produzido a partir de açucares, através da rota bioquímica por fermentação, tem emergido ainda como um potencial composto químico para a produção de plásticos renováveis e biodegradáveis, além de precursor para outros produtos químicos. O monômero para a produção de poli-ácido lático (PLA) ganhou grande destaque por sua versatilidade de utilização e suas características favoráveis, tais como biodegradabilidade, biocompatibilidade, elasticidade, além de um bom perfil de liberação controlada de drogas. Entretanto, sua utilização em larga escala na indústria, quando produzido por via bioquímica ainda é restrita, devido ao alto custo da produção, quando comparado com a rota petroquímica. O ácido lático ocorre naturalmente na forma de dois isômeros, D(-) e L(+) ácido lático. A pureza enantiomérica do ácido lático é um fator crucial na produção de polímeros e plásticos biodegradáveis, uma vez que isso afeta as propriedades físicas do PLA. A cristalinidade e outras importantes propriedades físicas como a taxa de degradação são controladas pela quantidade de isômeros D(-) e L(+) utilizados. Devido à necessidade da pureza enantiomérica do ácido lático para a indústria química, a produção do ácido lático via fermentação é mais eficiente em comparação a síntese química. Entretanto, para que a indústria de ácido lático possa ser competitiva em relação aos plásticos provenientes de petróleo, é necessário que os custos de produção sejam reduzidos. Para tanto, fontes de carbono como pentoses e hexoses de resíduos de lignocelulose podem ser promissores, principalmente por não competirem com materiais que são utilizados no abastecimento alimentar, serem fontes de carbono baratas, abundantes e renováveis. Além disso, a utilização de resíduos pode ser de grande interesse, uma vez que, com as legislações ambientais, a indústria tem sido forçada a encontrar alternativas para a produção industrial. Portanto, a produção de ácido lático por fermentação tem grandes vantagens quando comparada à síntese química, como por exemplo, o rendimento, os baixos custos dos substratos, as temperaturas relativamente baixas e o baixo consumo de energia. Assim sendo o objetivo deste projeto de pesquisa é otimizar o processo de produção de ácido láctico por fermentação e propor e avaliar um processo de purificação do ácido láctico baseado na destilação molecular. Como fonte de carbono será feito uso do melaço de cana-de-açucar e de hexoses e pentoses oriundos da hidrólise do bagaço de cana-de-açucar. (AU)

Publicações científicas (5)
(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)
DE OLIVEIRA, REGIANE ALVES; KOMESU, ANDREA; VAZ ROSSELL, CARLOS EDUARDO; WOLF MACIEL, MARIA REGINA; MACIEL FILHO, RUBENS. Concentrating second-generation lactic acid from sugarcane bagasse via hybrid short path evaporation: Operational challenges. Separation and Purification Technology, v. 209, p. 26-31, JAN 31 2019. Citações Web of Science: 0.
DE OLIVEIRA, REGIANE ALVES; ROSSELL, CARLOS E. VAZ; LUNELLI, BETANIA H.; SCHICHI, PEDRO O. M.; VENUS, JOACHIM; MACIEL FILHO, RUBENS. Different Strategies To Improve Lactic Acid Productivity Based on Microorganism Physiology and Optimum Operating Conditions. Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 57, n. 31, p. 10118-10125, AUG 8 2018. Citações Web of Science: 0.
DE OLIVEIRA, REGIANE ALVES; VAZ ROSSELL, CARLOS EDUARDO; VENUS, JOACHIM; RABELO, SARITA CANDIDA; MACIEL FILHO, RUBENS. Detoxification of sugarcane-derived hemicellulosic hydrolysate using a lactic acid producing strain. Journal of Biotechnology, v. 278, p. 56-63, JUL 20 2018. Citações Web of Science: 2.
DE OLIVEIRA, REGIANE ALVES; KOMESU, ANDREA; VAZ ROSSELL, CARLOS EDUARDO; MACIEL FILHO, RUBENS. Challenges and opportunities in lactic acid bioprocess design-From economic to production aspects. Biochemical Engineering Journal, v. 133, p. 219-239, MAY 15 2018. Citações Web of Science: 10.
DE OLIVEIRA, REGIANE ALVES; KOMESU, ANDREA; VAZ ROSSELL, CARLOS EDUARDO; WOLF MACIEL, MARIA REGINA; MACIEL FILHO, RUBENS. Evaluation of Hybrid Short Path Evaporation to Concentrate Lactic Acid and Sugars from Fermentation. BIORESOURCES, v. 13, n. 2, p. 2187-2203, 2018. Citações Web of Science: 1.

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