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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2015
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
Convênio/Acordo: 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

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 (4)
(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)
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. Citações Web of Science: 2.
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. Citações Web of Science: 0.
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. Citações Web of Science: 0.
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. Citações Web of Science: 2.

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