Mitigação dos inibidores gerados no pré-tratamento da biomassa vegetal: impacto técnico-econômico-ambiental de diferentes rotas de processo na biorrefinaria

• Processo: 17/21173-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de abril de 2018
• Vigência (Término): 30 de abril de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Cristiane Sanchez Farinas
• Beneficiário: Ariane Silveira Sbrice Pinto
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/10636-8 - Da fábrica celular à biorrefinaria integrada Biodiesel-Bioetanol: uma abordagem sistêmica aplicada a problemas complexos em micro e macroescalas, AP.BIOEN.TEM
• Assunto(s): Processos bioquímicos Biomassa Biorrefinarias Bioetanol Hidrólise enzimática Sustentabilidade Consumo de água
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Adsorção improdutiva | Biorrefinaria Integrada | Etanol de segunda geração | Hidrólise enzimática | inibidores | Processos Bioquímicos

Resumo

A implantação processo de conversão em larga escala da biomassa lignocelulósica em biocombustíveis e outros bioprodutos ainda apresenta desafios tecnológicos atrelados à etapa de pré-tratamento. Nesta etapa, há a liberação de quantidades elevadas de inibidores de reações bioquímicas subsequentes, com destaque para compostos fenólicos e furaldeídos. Em biorefinarias, estratégias para mitigar e/ou bloquear o efeito negativo dos inibidores liberados na etapa de pré-tratamento do material lignocelulósico são essenciais para reduzir custos atrelados à reposição de enzimas e à baixa eficiência da fermentação na produção do bioetanol. Incluir a lavagem da biomassa ou mesmo o uso de aditivos para a redução da adsorção improdutiva de enzimas na lignina residual são alternativas para otimizar a produção do etanol de segunda geração (2G). Entretanto, ainda não há pesquisas que confrontem o impacto técnico-econômico-ambiental destas alternativas nos bioprocessos de uma biorrefinaria integrada. Neste contexto, a inovação deste doutorado concerne ao impacto tecnoeconômico na produção do bioetanol em biorrefinarias frente à mitigação do efeito negativo de inibidores através de diferentes estratégias, como a lavagem e o uso de aditivos. A metodologia de análise que será aplicada foi desenvolvida pelo LaDAbio para análise reversa da viabilidade tecnoeconômica de processos a partir de simulações no software EMSO®, permitindo definir metas de desempenho, além de fornecer o suporte para a análise de impactos ambientais dentro do contexto de uma biorrefinaria integrada biodiesel-bioetanol 1G-2G. Portanto, vincula-se ao projeto temático do programa BIOEN/FAPESP: "Da fábrica celular à biorrefinaria integrada biodiesel-bioetanol: uma abordagem sistêmica aplicada a problemas complexos em micro e macroescalas" (proc. 2016/10636-8), na linha de pesquisa 1. Espera-se definir a melhor estratégia de mitigação de inibidores que corresponda à viabilidade tecnoeconômica da biorrefinaria com a discussão de sustentabilidade ambiental frente ao consumo de água. (AU)

Publicações científicas

(5)

(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)

PINTO, ARIANE S. S.; ELIAS, ANDREW M.; FURLAN, FELIPE F.; RIBEIRO, MARCELO P. A.; GIORDANO, ROBERTO C.; FARINAS, CRISTIANE S.. Techno-Economic Feasibility of Biomass Washing in 1G2G Sugarcane Biorefineries. BioEnergy Research, JAN 2021. (16/10636-8, 17/21173-1)

PINTO, ARIANE S. S.; BRONDI, MARIANA G.; DE FREITAS, JULIANA V.; FURLAN, FELIPE F.; RIBEIRO, MARCELO P. A.; GIORDANO, ROBERTO C.; FARINAS, CRISTIANE S.. Mitigating the negative impact of soluble and insoluble lignin in biorefineries. RENEWABLE ENERGY, v. 173, p. 1017-1026, AUG 2021. (17/21173-1, 16/10636-8)

PINTO, ARIANE S. S.; ELIAS, ANDREW M.; FURLAN, FELIPE F.; RIBEIRO, MARCELO P. A.; GIORDANO, ROBERTO C.; FARINAS, CRISTIANE S.. Techno-Economic Feasibility of Biomass Washing in 1G2G Sugarcane Biorefineries. BioEnergy Research, v. 14, n. 4, p. 1253-1264, DEC 2021. (16/10636-8, 17/21173-1)

PINTO, ARIANE S. S. M.; ELIAS, ANDREW M. F.; FURLAN, FELIPE F. C.; RIBEIRO, MARCELO P. A. S.; GIORDANO, ROBERTO C.; FARINAS, CRISTIANE S.. Strategies to reduce the negative impact of inhibitors in biorefineries: A combined techno-economic and life cycle assessment. JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION, v. 345, p. 10-pg., 2022-03-04. (16/10636-8, 17/21173-1, 20/15450-5)

FREITAS, V, JULIANA; BILATTO, STANLEY; SQUINCA, PAULA; PINTO, ARIANE S. S.; BRONDI, MARIANA G.; BONDANCIA, THALITA J.; BATISTA, GUSTAVO; KLAIC, RODRIGO; FARINAS, CRISTIANE S.. Sugarcane biorefineries: potential opportunities towards shifting from wastes to products. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 172, NOV 15 2021. (16/10636-8, 19/25261-8, 17/21173-1, 18/10899-4)