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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
Linha de fomento: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

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. Citações Web of Science: 0.

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