Cotratamento de subprodutos lignocelulósicos e efluentes ricos em sulfato com geração de moléculas de valor agregado

• Processo: 21/09463-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Saneamento Ambiental
• Pesquisador responsável: Marcelo Zaiat
• Beneficiário: Bárbara Franco Vieira
• 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): 23/10377-6 - Uso de metais para melhorar a degradação da lignocelulose em um ambiente de redução de sulfato: disponibilidade de metais traço e controle da toxicidade por sulfeto, BE.EP.PD
• Assunto(s): Tratamento anaeróbio Materiais lignocelulósicos Sulfatos Reatores anaeróbios Solubilização Biomassa lignocelulósica Biogás Citrus Bagaço de cana-de-açúcar Biocombustíveis Ácidos carboxílicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ácidos carboxílicos | Biocombustíveis | Biogás | Cotratamento anaeróbio | Efluentes ricos em sulfato | subprodutos lignocelulósicos | Processos Anaeróbios

Resumo

A geração de resíduos lignocelulósicos é grande e crescente em todo o mundo, principalmente na agroindústria. A utilização deste tipo de subproduto como substrato para geração e utilização de biocombustíveis, carreadores energéticos e ácidos carboxílicos é pertinente pois minimiza a poluição por este material e produtos de sua degradação. Além disso, demandas de mercado são supridas, minimizando a exploração de novos recursos naturais e diminuindo o uso de combustíveis fósseis. No entanto, a biomassa lignocelulósica é formada de polissacarídeos de difícil assimilação, fibras celulósicas e hemicelulose cobertas por lignina, o principal responsável pela resistência do material à biodegradação. A biodegradação anaeróbia da lignina pode ser promovida em ambiente de redução de sulfato tendo celulose como cossubstrato. Peróxido de hidrogênio, subproduto da biodegradação da celulose atua como substrato para enzimas promoverem a degradação da lignina. Neste estudo, será avaliada a aplicabilidade da mistura de efluentes ricos em sulfato com resíduos lignocelulosicos para cotratamento e obtenção de moléculas de valor agregado. Embora o sistema a ser estudado seja constituído de rotas metabólicas anaeróbias, uma atmosfera microaeróbia será aplicada para melhor reproduzir as condições de escala real, onde baixas concentrações de oxigênio são encontradas nos reatores considerados anaeróbios. Para o desenvolvimento de conhecimento sobre as rotas metabólicas envolvidas e produtos obtidos, serão utilizadas duas etapas. Uma batelada para solubilização da biomassa lignocelulósica, cujo efluente obtido seguirá para um segundo reator, onde será monitorada a decomposição dos intermediários metabólicos da degradação anaeróbia em biogás. Será avaliado o efeito do modo de fornecimento do substrato, de modo imediato ou distribuído ao longo do período de batelada. Serão testados os seguintes resíduos lignocelulósicos: resíduo de citrus, bagaço de cana-de-açúcar e trub. Além disso, uma mistura dos resíduos pobres e ricos em nitrogênio, bagaço de cana-de-açúcar e trub, respectivamente, será estudada. Os sistemas serão monitorados quanto ao tempo necessário à solubilização do material lignocelulosico, moléculas obtidas, alterações no pH e na comunidade microbiana. (AU)