Aproveitamento da biomassa lignocelulósica residual do processamento de etanol 2G para obtenção de nanocelulose via rota enzimática

• Processo: 18/10899-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2018
• Data de Término da vigência: 02 de fevereiro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Cristiane Sanchez Farinas
• Beneficiário: Stanley Endrigo Bilatto Rodrigues
• 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
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/24009-3 - Aerogéis condutores baseados em nanocelulose para aplicações termoelétricas, BE.EP.PD
• Assunto(s): Desenvolvimento de novos materiais Química verde Biomassa lignocelulósica Bioetanol Materiais nanoestruturados Hidrólise enzimática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomassa vegetal | biorrefinaria | compósitos | hidrólise | nanocelulose | Nanomateriais | Novos materiais

Resumo

No processo de produção do etanol de segunda geração (2G) pela rota enzimática, a completa sacarificação da estrutura da celulose não é alcançada, principalmente em processos com altas cargas de sólidos. Essa fração sólida residual do processo de sacarificação da celulose é um material com característica cristalina, o que permite sua utilização na forma de nanocelulose. A nanocelulose, seja na forma de nanofibras ou nanocristais, possui aplicações em diferentes setores industriais, como na indústria cosmética, na Medicina, em indústria de embalagens, biocatalisadores, dentre outros. Nesta proposta de pós-doutorado, propõe-se o desenvolvimento de um bioprocesso para obtenção de nanocelulose a partir do resíduo da hidrólise enzimática, tendo como substrato derivados da cana-de-açúcar (palha e bagaço). Serão avaliados diferentes coquetéis enzimáticos e condições reacionais e também a associação de processos mecânicos visando à obtenção de nanocelulose exclusivamente por tecnologias inseridas em conceitos de Química Verde. Assim, neste projeto serão realizadas as seguintes etapas: 1) obtenção da nanocelulose; 2) caracterização físico-química dos nanomateriais; e 3) avaliação de possíveis aplicações para esse nanomaterial. Isso irá envolver tanto a área de bioprocessos, para uma otimização dos coquetéis enzimáticos, condições reacionais, biorreatores mais apropriados e a associação de tratamento mecânico, bem como a área de caracterização físico-química dos materiais. A avaliação do potencial de aplicação da nanocelulose obtida em três produtos de interesse tecnológico fará também parte das atividades previstas nesta proposta de pós-doutorado. (AU)

Publicações científicas

(10)

(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)

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)

LEITE, LILIANE SAMARA FERREIRA; PHAM, CYNTHIA; BILATTO, STANLEY; AZEREDO, HENRIETTE M. C.; CRANSTON, EMILY D.; MOREIRA, FRANCYS KLEY; MATTOSO, LUIZ HENRIQUE C.; BRAS, JULIEN. Effect of Tannic Acid and Cellulose Nanocrystals on Antioxidant and Antimicrobial Properties of Gelatin Films. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 9, n. 25, p. 8539-8549, JUN 28 2021. (18/00278-2, 18/10899-4)

SQUINCA, PAULA; BILATTO, STANLEY; BADINO, ALBERTO C.; FARINAS, CRISTIANE S.. Nanocellulose Production in Future Biorefineries: An Integrated Approach Using Tailor-Made Enzymes. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 8, n. 5, p. 2277-2286, FEB 10 2020. (18/10899-4, 16/10636-8)

BILATTO, STANLEY; MARCONCINI, JOSE M.; MATTOSO, LUIZ H. C.; FARINAS, CRISTIANE S.. Lignocellulose nanocrystals from sugarcane straw. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 157, DEC 1 2020. (18/10899-4, 16/10636-8)

KATAYAMA, ERIC; RODRIGUES, NATALIA A.; BILATTO, STANLEY; CASCIATORI, FERNANDA P.; FARINAS, CRISTIANE S.. Nanocellulose isolation using a thermostable endoglucanase-rich cocktail from Myceliophthora thermophila cultivated in a multilayer packed-bed bioreactor. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, v. N/A, p. 16-pg., 2022-06-30. (16/10636-8, 18/00996-2, 18/10899-4, 19/25261-8)

PASCHOALIN, RAFAELLA T.; GOMES, NATHALIA O.; ALMEIDA, GABRIELA F.; BILATTO, STANLEY; FARINAS, CRISTIANE S.; MACHADO, SERGIO A. S.; MATTOSO, LUIZ H. C.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.. Wearable sensors made with solution-blow spinning poly(lactic acid) for non-enzymatic pesticide detection in agriculture and food safety. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 199, p. 7-pg., 2022-03-01. (20/09587-8, 16/10636-8, 19/01777-5, 18/22214-6, 18/10899-4, 16/01919-6, 17/18725-2)

GOMES, NATHALIA O.; PASCHOALIN, RAFAELLA T.; BILATTO, STANLEY; SORIGOTTI, AMANDA R.; FARINAS, CRISTIANE S.; MATTOSO, LUIZ HENRIQUE C.; MACHADO, SERGIO A. S.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.. Flexible, Bifunctional Sensing Platform Made with Biodegradable Mats for Detecting Glucose in Urine. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 11, n. 6, p. 10-pg., 2023-02-13. (19/01777-5, 20/09587-8, 16/10636-8, 17/18725-2, 18/22214-6, 13/07296-2, 18/10899-4, 22/02164-0, 16/01919-6)

LEITE, LILIANE S. F.; BILATTO, STANLEY; PASCHOALIN, RAFAELLA T.; SOARES, ANDREY C.; MOREIRA, V, FRANCYS K.; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.; MATTOSO, LUIZ H. C.; BRAS, JULIEN. Eco-friendly gelatin films with rosin-grafted cellulose nanocrystals for antimicrobial packaging. International Journal of Biological Macromolecules, v. 165, n. B, p. 2974-2983, DEC 15 2020. (18/22214-6, 18/10899-4, 18/00278-2, 17/18725-2, 18/18953-8)

BILATTO, STANLEY; FARINAS, CRISTIANE S.. Recent Developments on Nanocellulose-Based Energy Systems. Brazilian Journal of Physics, v. 52, n. 3, p. 8-pg., 2022-06-01. (16/10636-8, 19/25261-8, 18/10899-4)

SQUINCA, PAULA; BILATTO, STANLEY; BADINO, ALBERTO C.; FARINAS, CRISTIANE S.. The use of enzymes to isolate cellulose nanomaterials: A systematic map review. CARBOHYDRATE POLYMER TECHNOLOGIES AND APPLICATIONS, v. 3, p. 15-pg., 2022-05-05. (16/10636-8, 19/25261-8, 18/10899-4)