Estudo do processo de produção e recuperação de etanol: integração dos processos de fermentação extrativa com dióxido de carbono e recuperação em coluna de absorção

• Processo: 14/26854-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2015
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Alberto Colli Badino Junior
• Beneficiário: Kaio César da Silva Rodrigues
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Etanol Fermentação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Absorção | Etanol | fermentação extrativa | Processos integrados | Produção de etanol

Resumo

O baixo teor de etanol alcançado no vinho é a principal limitação do processo de fermentação alcoólica nas destilarias. O etanol se acumula do caldo fermentativo e atinge níveis tóxicos, agindo como inibidor não competitivo do metabolismo. Uma das formas de contornar este problema é a aplicação da técnica de esgotamento com gases para a remoção do etanol durante a fermentação. Neste trabalho, a integração dos processos de fermentação extrativa com dióxido de carbono e recuperação em coluna de absorção é proposta como forma de reduzir a inibição do produto e aumentar a produtividade e produção globais de etanol no processo. Preliminarmente, os processos de esgotamento e recuperação de etanol serão estudados utilizando soluções hidroalcoólicas. Serão avaliados os efeitos da temperatura da solução (T), vazão específica de dióxido de carbono (f) e concentração inicial de etanol (CE0) no desempenho do processo de esgotamento. Quanto à etapa de recuperação de etanol em coluna de absorção, serão avaliados tipos e concentrações de solventes, tipos de recheio, relação entre vazões mássicas (solvente/gás) e temperatura de operação que levem a maiores valores de eficiência de recuperação de etanol. Fermentações convencionais, extrativas não integradas e extrativas integradas serão realizadas em fermentador tipo coluna de bolhas de 2 L nos modos de operação batelada, batelada alimentada e contínuo. Dados de consumo de substrato (CS), crescimento celular (CX) e produção de etanol (CE) serão estimados durante os cultivos. Ademais, modelagem e simulação serão realizadas para análise do processo com validação do mesmo a partir de resultados experimentais. (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)

RODRIGUES, KAIO C. S.; VELOSO, IVAN I. K.; RIBEIRO, MARCELO P. A.; CRUZ, ANTONIO J. G.; BADINO, ALBERTO C.. Mid-infrared spectroscopy as a tool for real-time monitoring of ethanol absorption in glycols. CANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING, v. 99, n. 1, p. 401-409, JAN 2021. (18/11405-5, 14/26854-9)

RODRIGUES, KAIO C. S.; SONEGO, JORGE L. S.; BERNARDO, ANDRE; RIBEIRO, MARCELO P. A.; CRUZ, ANTONIO J. G.; BADINO, ALBERTO C.. Real-Time Monitoring of Bioethanol Fermentation with Industrial Musts Using Mid-Infrared Spectroscopy. Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 57, n. 32, p. 10823-10831, AUG 15 2018. (14/26854-9, 12/50046-4)

VELOSO, IVAN I. K.; RODRIGUES, KAIO C. S.; SONEGO, JORGE L. S.; CRUZ, ANTONIO J. G.; BADINO, ALBERTO C.. Fed-batch ethanol fermentation at low temperature as a way to obtain highly concentrated alcoholic wines: Modeling and optimization. Biochemical Engineering Journal, v. 141, p. 60-70, JAN 15 2019. (18/11405-5, 14/26854-9)

RODRIGUES, KAIO C. S.; SONEGO, JORGE L. S.; CRUZ, ANTONIO J. G.; BERNARDO, ANDRE; BADINO, ALBERTO C.. Modeling and simulation of continuous extractive fermentation with CO2 stripping for bioethanol production. CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH & DESIGN, v. 132, p. 77-88, APR 2018. (12/50046-4, 14/26854-9)

RODRIGUES, KAIO C. S.; VELOSO, IVAN I. K.; CRUZ, ANTONIO J. G.; BERNARDO, ANDRE; BADINO, ALBERTO C.. Ethanol Recovery from Stripping Gas Mixtures by Gas Absorption: Experimental and Modeling. ENERGY & FUELS, v. 33, n. 1, p. 369-378, JAN 2019. (14/26854-9, 18/11405-5)