Otimização da fermentação ABE para a produção de biobutanol utilizando bagaço e hidrolisado lignocelulósico de bagaço de cana-d-açúcar

• Processo: 16/18726-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2016
• Data de Término da vigência: 10 de julho de 2017
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Adriano Pinto Mariano
• Beneficiário: Gabriel Mathews Viana Pinheiro
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Bagaço de cana-de-açúcar Diluição Etanol Bioprocessos Viabilidade econômica Processos industriais In situ
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bagaço de cana | Biobutanol | Fermentação a vácuo | Fermentação ABE | Otimização de parâmetros reacionais | Bioprocessos

Resumo

No contexto da produção de etanol de segunda geração a partir do bagaço de cana-de-açúcar integrada a usinas existentes, uma fração importante de açúcares, provenientes das hemiceluloses desse material lignocelulósico, não pode ser aproveitada pela levedura tradicionalmente usada nas usinas 1G. Entre as diversas possibilidades de utilização dos açúcares pentoses (C5), a produção de n-butanol vem despertando interesse comercial de diferentes empresas devido ao seu uso como um químico e como um biocombustível. Contudo, o processo de produção do biobutanol via fermentação ABE é mais complexo do que a produção do etanol e a viabilidade econômica desse processo enfrenta desafios tais como a alta inibição pelo produto e baixo rendimento. Efeitos diretos da inibição pelo produto são a baixa produtividade e ineficiência energética do processo como consequência da recuperação do produto de uma corrente diluída (~12 g butanol/L). Além disso, em um processo de segunda geração, a fermentação ABE também é sensível aos inibidores gerados no pré-tratamento da biomassa. Em face desses desafios, esse projeto de iniciação cientifica propõe modos de viabilizar a produção de n-butanol a partir de açúcares pentoses do bagaço de cana-de-açúcar. Para tal, será estudado o uso do melaço de cana como um agente de diluição dos inibidores gerados no pré-tratamento e como um modo de aumentar a concentração de açúcares no licor de pentoses. Estudos de otimização determinarão a melhor composição do meio de cultivo para as condições avaliadas. De modo a viabilizar a conversão total dos açúcares (melaço + C5) e possibilitar ganhos de produtividade, também será estudado o uso da tecnologia de fermentação a vácuo, que possibilita a recuperação in-situ do produto.