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
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2017
• Data de Término da vigência: 10 de janeiro de 2022
• Área de 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomassa lignocelulósica | biorrefinarias | energia renovável | Tratamento de resíduos

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.

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)

LAÍS A. SOARES; LUCAS T. FUESS; TIAGO P. DELFORNO; VALÉRIA M. OLIVEIRA; EDSON L. SILVA; MARIA B. A. VARESCHE. BIOFUEL PRODUCTION FROM SOLID AND LIQUID FRACTIONS OF HYDROTHERMALLY PRETREATED SUGARCANE BAGASSE IN A CONTINUOUS COMPARTMENTALIZED REACTOR AND POTENTIAL METABOLIC PATHWAYS. Química Nova, v. 47, n. 8, 2024-04-22. (17/07194-6, 15/06246-7)

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. (17/07194-6)

SOARES, LAIS A.; SOLANO, MAGNOLIA G.; LINDEBOOM, RALPH E. F.; LIER, JULES B. VAN; SILVA, EDSON L.; VARESCHE, MARIA B. A.. Valorization of sugarcane bagasse through biofuel and value-added soluble metabolites production: Optimization of alkaline hydrothermal pretreatment. BIOMASS & BIOENERGY, v. 165, p. 7-pg., 2022-08-26. (18/25748-1, 17/07194-6, 15/06246-7)