Avaliação do Processo de Pré-tratamento do Bagaço da Cana-de-açúcar com Líquidos Iônicos Próticos para a Produção de Etanol Celulósico

• Processo: 15/14042-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de março de 2016
• Vigência (Término): 02 de agosto de 2019
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Aline Carvalho da Costa
• Beneficiário: Pedro Yoritomo Souza Nakasu
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/06116-1 - Valorização/caracterização estrutural da lignina e recuperação/reciclo do líquido iônico prótico 2-HEAA no pré-tratamento do bagaço da cana-de-açúcar, BE.EP.DR
• Assunto(s): Líquidos iônicos Pré-tratamento Bioprocessos Etanol celulósico Fermentação alcoólica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioprocesso | etanol celulósico | Fermentação Alcóólica | líquidos iônicos | pré-tratamento | Bioprocesso

Resumo

Embora o processo de pré-tratamento do bagaço da cana-de-açúcar para a produção de etanol 2G já seja amplamente estudado, não há um consenso sobre qual seria o melhor para esse tipo de biomassa, pois há geralmente um delicado balanço de vantagens (fracionamento eficaz, baixo custo, ser ambientalmente favorável, etc) e desvantagens (uso de reagentes corrosivos, alto custo, produção de inibidores da fermentação, etc). O uso de líquidos iônicos (LIs) próticos pode ser uma alternativa eficaz no fracionamento da lignina do bagaço e alteração de sua ultraestrutura, embora seja pouco explorado. A enorme maioria dos trabalhos da literatura usa LIs apróticos, que têm processo de produção bastante mais caro que os LIs próticos.Neste trabalho o processo de pré-tratamento com LIs próticos será avaliado, partindo de resultados anteriores extremamente promissores obtidos no grupo de pesquisa (pedido de patente "Líquidos iônicos próticos no pré -tratamento de biomassa lignocelulósica", E. A. Rocha, M. Aznar, A.C. Costa). O projeto terá como fase inicial o screening para se investigar a melhor combinação cátion/ânion que consiga extrair com alta eficiência a lignina do bagaço de forma a haver mínima perda de carboidratos (celulose e hemiceluloses) solubilizados no líquido iônico. Então, o processo de pré-tratamento será otimizado usando planejamento de experimentos. Temperatura, concentração de sólidos e duração do pré-tratamento serão os fatores considerados e as respostas serão a eficiência de extração de lignina, mínima perda de carboidratos e conversão na hidrólise enzimática. As etapas-chave no desenvolvimento do processo serão o reciclo do líquido iônico, a recuperação da lignina fracionada e a recuperação de carboidratos dissolvidos no LI (caso houver solubilização). Um balanço de massa global para o processo será realizado para se investigar as principais formas de perda das frações constituintes do bagaço e do líquido iônico. O estudo da recuperação da lignina após o pré-tratamento e caracterização do material pré-tratado será realizado na Universidade de Copenhagen, na Dinamarca, tendo como supervisor o professor Dr. Claus Felby.

Publicações científicas

(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)

NAKASU, PEDRO Y. S.; CLARKE, COBY J.; RABELO, SANTA C.; COSTA, ALINE C.; BRANDT-TALBOT, AGNIESZKA; HALLETT, JASON P.. Interplay of Acid-Base Ratio and Recycling on the Pretreatment Performance of the Protic Ionic Liquid Monoethanolammonium Acetate. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 8, n. 21, p. 7952-7961, JUN 1 2020. (17/06116-1, 15/14042-2, 16/06142-0, 15/20630-4)

NAKASU, P. Y. S.; IENCZAK, J. L.; RABELO, S. C.; COSTA, A. C.. he water consumption of sugarcane bagasse post-washing after protic ionic liquid pretreatment and its impact on 2G ethanol productio. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 169, OCT 1 2021. (15/20630-4, 16/06142-0, 15/14042-2)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

NAKASU, Pedro Yoritomo Souza. Evaluation of sugarcane bagasse pretreatment process with protic ionic liquids for cellulosic ethanol production. 2019. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química Campinas, SP.