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Análise integrada da degradação de bagaço de cana de açúcar e licor de pentoses em reator anaeróbio de leito fixo compartimentado termofílico

Processo: 17/07194-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2017
Vigência (Término): 10 de janeiro de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Pesquisador responsável:Maria Bernadete Amâncio Varesche
Beneficiário:Laís Américo Soares
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/06246-7 - Aplicação do conceito de biorrefinaria a estações de tratamento biológico de águas residuárias: o controle da poluição ambiental aliado à recuperação de matéria e energia, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):18/25748-1 - Prétratamentos hidrotérmico, solar e laser e digestão em alta pressão para otimizar a bioconversão do bagaço de cana-de-açúcar e recuperação de químicos de alto valor, BE.EP.PD
Assunto(s):Biomassa lignocelulósica   Energia renovável   Tratamento de resíduos   Biorrefinarias

Resumo

O bagaço de cana-de-açúcar (BCA) e o licor de pentoses são resíduos agroindustriais amplamente produzidos na indústria sucroalcooleira cujo descarte inadequado ocasiona problemas ambientais. Tais resíduos podem ser utilizados como substrato em processos anaeróbios levando a geração de produtos de alto valor biotecnológico, como os biocombustíveis. No entanto, devido à complexidade estrutural, principalmente do BCA, a sua utilização pelos microrganismos não é um processo trivial e requer estudos relacionados a parâmetros operacionais que maximizem a conversão desta biomassa e consequentemente, a produção dos metabólitos de interesse. Neste sentido, propõe-se nesse projeto a aplicação de diferentes tempos de detenção hidráulica (TDH - 12; 24; 36 e 48 horas) em reator anaeróbio de leito fixo compartimentado (RALFC) termofílico objetivando a degradação do BCA e do licor de pentoses para a produção de hidrogênio, ácidos orgânicos e álcool. Para tanto, consórcio microbiano misto proveniente do enriquecimento de lodo de reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) usado no tratamento de vinhaça bioaumentado com microrganismos endógenos do BCA será utilizado como inóculo no RALFC. A fase líquida será constituída pelo resíduo (licor de pentoses) diluído em meio de cultura (Atlas, 2005), enquanto a fase sólida (BCA) será acondicionada em compartimentos ao longo do reator servindo como suporte para a adesão microbiana e substrato a ser degradado. Os reatores serão incubados à 55ºC e o pH da alimentação será ajustado para 6,0. O gás hidrogênio, bem como os ácidos orgânicos e álcool serão avaliados por cromatografia gasosa e líquida, respectivamente. Caracterização dos microrganismos de todos os reatores com diferentes TDH será realizada por microscopia de luz comum e reação em cadeia da polimerase/ eletroforese em gel de gradiente desnaturante PCR/DGGE. Metagenoma (Illumina-HiSeq) das amostras líquidas e sólidas será realizado nos reatores em cujo TDH favorecer a máxima produção de hidrogênio e/ou ácidos orgânicos.

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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)
SOARES, LAIS AMERICO; SILVA, EDSON LUIZ; VARESCHE, MARIA BERNADETE AMANCIO. Dissecting the role of heterogeneity and hydrothermal pretreatment of sugarcane bagasse in metabolic pathways for biofuels production. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 160, FEB 2021. Citações Web of Science: 0.

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