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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
Situação:Interrompido
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.