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Produção de biogás integrada ao conceito de biorrefinaria para biomassa lignocelulósica: aspectos operacionais e uso de nanopartículas

Processo: 18/09893-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2018
Vigência (Término): 31 de maio de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Pesquisador responsável:Bruna de Souza Moraes
Beneficiário:Maria Paula Cardeal Volpi
Instituição-sede: Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético (NIPE). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/50612-8 - An integrated approach to explore a novel paradigm for biofuel production from lignocellulosic feedstocks, AP.TEM
Assunto(s):Bioenergia   Biogás   Biomassa lignocelulósica   Biorrefinarias   Cana-de-açúcar   Vinhaça   Nanopartículas   Digestão anaeróbia   Biologia molecular

Resumo

No contexto desafiador do Acordo de Paris (COP21 - 2015), a produção de biogás volta a receber destaque mundial e, consequentemente, iniciativas governamentais e industriais. A produção ocorre através da Digestão Anaeróbia (DA), que permite a recuperação energética da fonte orgânica através do uso do metano (CH4) presente no biogás, além da possível geração de subprodutos com valor para a agroindústria. Em um cenário de elevada expectativa, substratos provenientes da atividade sucroalcooleira são considerados potenciais facilitadores do desenvolvimento de biorrefinarias, tornando o sistema mais resiliente e versátil. É notório o quão intenso tem sido o interesse no uso de subprodutos lignocelulósicos para a produção de CH4. No entanto, existem lacunas na literatura em relação à DA de resíduos da produção de etanol lignocelulósico (ou de segunda geração, 2G), mas é sabido que sua recalcitrância pode ser um obstáculo ao processo biológico. Neste cenário, a co-digestão com substratos mais facilmente biodegradáveis surge como uma alternativa interessante, podendo suavizar os efeitos inibitórios daqueles resíduos à DA. Junto a isso, existem parâmetros e condições cruciais a serem investigadas que poderiam fornecer melhor compreensão e otimização da co-digestão anaeróbia, como o potencial redox, a identificação do proteoma e do consórcio microbiano e o uso de nanopartículas na produção de biogás. Tais informações são escassas na literatura, e mesmo inexistentes no que diz respeito ao uso de subprodutos da produção de etanol 2G para a produção de biogás. Neste contexto, o presente projeto visa explorar a produção de biogás em um conceito inovador de biorrefinaria para o etanol lignocelulósico integrado à produção tradicional de etanol de cana-de-açúcar a partir da co-digestão de seus resíduos (e.g., vinhaça, torta de filtro e resíduos de pré-tratamento), sendo avaliado, neste contexto, o potencial de produção de CH4. O projeto inclui o acompanhamento do potencial redox e análises de proteoma e identificação do consórcio microbiano por meio de técnicas de Biologia Molecular durante os experimentos de co-digestão, além da investigação da produção contínua de metano com o uso de nanopartículas, abrindo possibilidades alternativas para otimização de processos em biorrefinarias de cana-de-açúcar. O desenvolvimento do presente projeto deverá se constituir em uma das primeiras fontes de conhecimento para a produção brasileira de etanol 2G aliada à responsabilidade ambiental. Este projeto está vinculado ao projeto temático FAPESP-BBSRC n° 15/50612-8. (AU)

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