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Produção de IBE (isopropanol, butanol e etanol) a partir da fermentação da mistura de açúcares lignocelulósicos do bagaço de cana-de-açúcar com melaço

Processo: 17/07390-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de julho de 2017
Vigência (Término): 30 de junho de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Adriano Pinto Mariano
Beneficiário:Mateus Cavichioli Codonho
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/20630-4 - Desenvolvimento integrado de biorrefinaria e planta de bioetanol de cana-de-açúcar com emissão zero de CO2: rotas para converter recursos renováveis em bioprodutos e bioeletricidade, AP.TEM
Assunto(s):Cana-de-açúcar   Melaço   Butanóis   Fermentação

Resumo

Um dos maiores desafios da produção de etanol de segunda geração a partir do bagaço de cana-de-açúcar integrada a usinas existentes reside no fato de que a levedura Saccharomyces cerevisiae, tradicionalmente usada na fermentação etanólica, não é capaz de fermentar uma fração importante de açúcares provenientes das hemiceluloses (composta em sua maioria por pentoses). Entre as diversas possibilidades de utilização das pentoses (fração C5), a produção de n-butanol vem despertando interesse comercial devido ao seu uso como químico e biocombustível. Atualmente, a produção desse solvente em grande escala é realizada através da fermentação ABE (acetona/butanol/etanol). No entanto, esse processo vem sendo considerado menos econômico quando comparado à fermentação etanólica em função da presença da acetona, um coproduto indesejável por possuir propriedades combustíveis pobres e elevada corrosividade. Acetona pode ser facilmente convertida em isopropanol em um único passo bioquímico por algumas linhagens de Clostridium beijerinckii, que produzem a mistura IBE (isopropanol/butanol/etanol) ao final da fermentação. Para a utilização como combustível, a mistura IBE se mostra mais atraente que a ABE em função das propriedades vantajosas do isopropanol em relação à acetona, como maior densidade energética. 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. O uso de matérias primas de baixo custo e disponíveis em plantas produtoras de etanol, como hidrolisado lignocelulósicos do bagaço de cana e melaço, permitiriam a flexibilização do processo em função das demandas de mercado. Além disso, o uso de técnicas de remoção do produto concomitante ao processo fermentativo permitiria o alívio da inibição exercida pelo mesmo (principalmente butanol) aumentando produtividades e rendimentos ao final do processo. Portanto, esse trabalho de iniciação científica tem como objetivo avaliar o processo fermentativo para a produção de IBE pela linhagem Clostridium beijerinckii DSM 6423 em meio composto por diferentes misturas de melaço e hidrolisado proveniente do bagaço de cana de açúcar (frações C5 e C6), bem como determinar potenciais ganhos de desempenho (produtividade, concentração final de produto) ao se aplicar a tecnologia de fermentação a vácuo. (AU)