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Intensificação de processos em biorrefinarias de lignocelulósicos integrando etapas de produção de etanol e xilitol a partir de bagaço de cana-de-açúcar em reator de leito fluidizado

Processo: 14/27055-2
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2015
Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2018
Área de conhecimento:Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
Pesquisador responsável:Silvio Silvério da Silva
Beneficiário:Felipe Antonio Fernandes Antunes
Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Assunto(s):Sacarificação   Fermentação   Bioetanol   Leveduras   Xilitol
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Bioetanol | Biorreator de leito fluidizado | fermentação | Leveduras | Sacarificação | xilitol | Microbiologia Industrial e de Fermentação

Resumo

No presente projeto propõe-se avaliar a intensificação de processos pela utilização de um mesmo reator para obtenção de açúcares fermentescíveis a partir do bagaço de cana-de-açúcar e sua fermentação para a produção de biomoléculas de interesse, como etanol e xilitol. Será empregado reator de coluna operado em modo de leito fluidizado para realização, de forma sequencial, das etapas de pré-tratamento, hidrólise enzimática e fermentação, para produção de etanol ou xilitol. Diferentes condições de pré-tratamento alcalino e ácido de bagaço de cana-de-açúcar em reator de leito fluidizado serão avaliadas separadamente, sendo empregado planejamento estatístico de planejamento de experimentos para determinação de condições de cada processo. Posteriormente, será realizada individualmente sacarificação das frações remanescentes do bagaço de cana-de-açúcar correspondente as melhores condições para cada operação de pré-tratamento, visando ao aproveitamento das frações celulósicas e hemicelulósicas da biomassa no processos fermentativo. Após a sacarificação, utilizar-se-á a levedura S. shehatae UFMG 52.2, nativa fermentadora de açúcares C5 e C6 para produção de etanol, e a levedura C. guilliermondii FTI 20037, para obtenção de xilitol, ambas biomoléculas produzidos em processos separados. Visando um maior entendimento da mudança estrutural da biomassa entre as etapas de pré-tratameto da biomassa em reator de leito fluidizado, as frações da biomassa serão caracterizada estruturalmente utilizando técnicas físico-químicas, como MEV; Espectroscopia Raman, FTIR e FT-NIR. Com este projeto espera-se obter resultados que fortaleçam a tecnologia de processo de produção biotecnológica de etanol e xilitol a partir de bagaço de cana-de-açúcar em reator de leito fluidizado, estabelecendo variáveis importantes em um inovador processo fermentativo que venha contribuir no desenvolvimento de biorefinarias brasileiras.

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Publicações científicas (15)
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ANTUNES, F. A. F.; CHANDEL, A. K.; BRUMANO, L. P.; TERAN HILARES, R.; PERES, G. F. D.; AYABE, L. E. S.; SORATO, V. S.; SANTOS, J. R.; SANTOS, J. C.; DA SILVA, S. S.. A novel process intensification strategy for second-generation ethanol production from sugarcane bagasse in fluidized bed reactor. RENEWABLE ENERGY, v. 124, n. SI, p. 189-196, . (14/27055-2)
FERNANDES ANTUNES, FELIPE ANTONIO; CHANDEL, ANUJ KUMAR; TERAN-HILARES, RULY; INGLE, AVINASH P.; RAI, MAHENDRA; DOS SANTOS MILESSI, THAIS SUZANE; DA SILVA, SILVIO SILVERIO; DOS SANTOS, JULIO CESAR. Overcoming challenges in lignocellulosic biomass pretreatment for second-generation (2G) sugar production: emerging role of nano, biotechnological and promising approaches. 3 BIOTECH, v. 9, n. 6, . (14/27055-2, 16/10636-8, 17/11086-4, 16/23758-4)
FERNANDES ANTUNES, FELIPE ANTONIO; CHANDEL, ANUJ KUMAR; TERAN-HILARES, RULY; INGLE, AVINASH P.; RAI, MAHENDRA; DOS SANTOS MILESSI, THAIS SUZANE; DA SILVA, SILVIO SILVERIO; DOS SANTOS, JULIO CESAR. . 3 BIOTECH, v. 9, n. 6, p. 17-pg., . (16/23758-4, 16/10636-8, 17/11086-4, 14/27055-2)
ANTUNES, F. A. F.; CHANDEL, A. K.; BRUMANO, L. P.; TERAN HILARES, R.; PERES, G. F. D.; AYABE, L. E. S.; SORATO, V. S.; SANTOS, J. R.; SANTOS, J. C.; DA SILVA, S. S.. . RENEWABLE ENERGY, v. 124, p. 8-pg., . (14/27055-2)
ISAAC, AUGUSTA; ANTUNES, FELIPE A. F.; CONTI, RODOLFO; MONTORO, LUCIANO ANDREY; MALACHIAS, ANGELO; MASSARA, PATRICIA; KITTEN, GREGORY; MARKOETTER, HENNING; MANKE, INGO; DA SILVA, SILVIO SILVERIO. . INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 114, p. 19-27, . (14/27055-2)
INGLE, AVINASH P.; CHANDEL, ANUJ K.; ANTUNES, FELIPE A. F.; RAI, MAHENDRA; DA SILVA, SILVIO S.. . BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. 13, n. 3, p. 776-788, . (14/27055-2, 16/22086-2)
ANTUNES, F. A. F.; MACHADO, P. E. M.; ROCHA, T. M.; MELO, Y. C. S.; SANTOS, J. C.; DA SILVA, S. S.. . CHEMICAL ENGINEERING AND PROCESSING, v. 164, . (16/10636-8, 19/19695-5, 14/27055-2)
SAHA, KOEL; DASGUPTA, JHILLY; CHAKRABORTY, SUDIP; FERNANDES ANTUNES, FELIPE ANTONIO; SIKDER, JAYA; CURCIO, STEFANO; DOS SANTOS, JULIO CESAR; ARAFAT, HASSAN A.; DA SILVA, SILVIO SILVERIO. . Cellulose, v. 24, n. 8, p. 3191-3207, . (14/27055-2)
ANTUNES, FELIPE A. F.; CHANDEL, ANUJ K.; DOS SANTOS, JULIO CESAR; MILESSI, THAIS S. S.; PERES, GUILHERME F. D.; DA SILVA, SILVIO SILVERI. . ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 5, n. 9, p. 8250-8259, . (14/27055-2)
BRUMANO, LARISSA PEREIRA; FERNANDES ANTUNES, FELIPE ANTONIO; SOUTO, SARA GALENO; DOS SANTOS, JULIO CESAR; VENUS, JOACHIM; SCHNEIDER, ROLAND; DA SILVA, SILVIO SILVERIO. . Bioresource Technology, v. 243, p. 264-272, . (14/27055-2, 15/06238-4)
MUSO CACHUMBA, J. J.; TERAN HILARES, R.; BRUMANO, L. P.; MARCELINO, P. R. F.; ANTUNES, F. A. F.; SANTOS, J. C.; DA SILVA, S. S.. . PREPARATIVE BIOCHEMISTRY & BIOTECHNOLOGY, v. 49, n. 4, p. 328-333, . (14/27055-2, 16/10636-8, 17/11086-4)
ANTUNES, FELIPE ANTONIO FERNANDES; RAJAN, KALAVATHY; DJIOLEU, ANGELE; ROCHA, THIAGO MOURA; BRUMANO, LARISSA PEREIRA; DE SOUZA MELO, YASMIN CRISTHINE; DOS SANTOS, JULIO CESAR; ROSA, CARLOS A.; CARRIER, DANIELLE JULIE; DA SILVA, SILVIO SILVERIO. . BioEnergy Research, . (16/10636-8, 14/27055-2)
ANTUNES, F. A. F.; SANTOS, J. C.; CHANDEL, A. K.; CARRIER, D. J.; PERES, G. F. D.; MILESSI, T. S. S.; DA SILVA, S. S.. . Cellulose, v. 26, n. 6, p. 3787-3800, . (14/27055-2)
MUSO CACHUMBA, JORGE JAVIER; FERNANDES ANTUNES, FELIPE ANTONIO; DIAS PERES, GUILHERME FERNANDO; BRUMANO, LARISSA PEREIRA; DOS SANTOS, JULIO CESAR; DA SILVA, SILVIO SILVERIO. . Brazilian Journal of Microbiology, v. 47, n. 1, p. 77-85, . (14/27055-2)
ANTUNES, FELIPE A. F.; THOME, LUCAS C.; SANTOS, JULIO C.; INGLE, AVINASH P.; COSTA, CASSIANO B.; DOS ANJOS, VIRGILIO; BELL, V, MARIA J.; ROSA, CARLOS A.; DA SILVA, SILVIO S.. . RENEWABLE ENERGY, v. 163, p. 1343-1355, . (14/27055-2, 16/10636-8, 16/22086-2)