Resumo
A viabilidade econômica do processo de produção do n-butanol de origem verde via fermentação ABE (acetona-butanol-etanol) por bactérias do gênero Clostridium enfrenta desafios tais como a alta inibição pelo produto, baixos rendimentos e produtividade, e custos elevados de substrato. Do ponto de vista de mercado, se a produção de n- butanol atingir a escala de bilhões de litros em atendimento à demanda do mercado de combustíveis automotivos, é certo que haverá uma sobre oferta do coproduto acetona. Em face desse risco de mercado, uma alternativa interessante é a produção de n-butanol via fermentação IBE (isopropanol-butanol-etanol). Essa mistura pode ser utilizada diretamente como biocombustível ou como aditivo na gasolina, uma vez que não contém acetona, que é corrosiva para os motores. Além disso, é esperado um ganho energético em função da não necessidade de separação da mistura IBE. Contudo, as limitações técnicas na etapa de fermentação persistem. A proposta desse projeto é o desenvolvimento de um fermentador que integre, em um mesmo tanque, a recuperação in-situ dos produtos mediante o uso do vácuo e a imobilização de células. Enquanto a recuperação in-situ busca ganhos energéticos pela eliminação ou redução drástica da toxicidade de IBE às células, a imobilização celular tem como objetivo o aumento de produtividade e o uso de fermentadores mais compactos. O agente imobilizador para as células será orgânico constituído a partir do próprio bagaço da cana, o qual será mantido submerso no caldo fermentativo mediante acondicionamento em uma estrutura polimérica tipo gaiola, que juntamente com o movimento de ascensão das bolhas geradas durante a evaporação sob vácuo, auxiliará na criação de uma circulação interna de líquido, similar a um sistema air-lift. A técnica de impressão 3D será utilizada para a fabricação de estruturas poliméricas com diferentes geometrias. Dessa forma, o produto final desse projeto é um sistema avançado de fermentação que combina em um único tanque as vantagens da circulação interna de um reator do tipo air-lift, a imobilização de células em leitos fixos, e a recuperação in-situ de produtos.
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