Otimização multiobjetivo da produção de biofertilizantes considerando aspectos econômicos e ambientais

• Processo: 22/10900-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 30 de dezembro de 2022
• Data de Término da vigência: 29 de dezembro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Cristiane Sanchez Farinas
• Beneficiário: Andrew Milli Elias
• Supervisor: Krist V. Gernaey
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Technical University of Denmark (DTU), Dinamarca
• Vinculado à bolsa: 20/15450-5 - Engenharia de sistemas em bioprocessos aplicada à produção de biofertilizantes: da biorefinaria integrada aos microrganismos, BP.PD
• Assunto(s): Análise de sensibilidade Otimização multiobjetivo Fertilizantes biológicos Avaliação do ciclo de vida Engenharia de bioprocessos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise de Ciclo de Vida | análise de sensibilidade | análise técnico-econômica | otimização multiobjetivo | Modelagem e simulação de bioprocessos

Resumo

Esta proposta de cooperação internacional intitulada "Otimização multiobjetivo da produção de biofertilizantes considerando aspectos econômicos e ambientais" em execução através da bolsa FAPESP 2020/15450-5. Nosso objetivo é desenvolver esta proposta em cooperação com o Prof. Dr. Krist V. Gernaey da Universidade Técnica da Dinamarca. Este estágio internacional de pesquisa tem como objetivo, por meio de ferramentas de engenharia de sistemas de processos, determinar as condições ideais de operação para a produção de biofertilizantes em uma planta anexa a uma biorrefinaria de etanol de primeira geração (1G). Devido à alta integração de massa e energia presente no sistema 1G, alterações nas condições de operação da planta de produção de biofertilizantes podem ter um impacto significativo na produção de etanol e energia elétrica, influenciando diretamente na viabilidade econômica e ambiental do processo integrado. Portanto, é necessário o estudo da produção de biofertilizantes, considerando toda uma usina de etanol 1G. Para isso, a partir de uma planta 1G em estado estacionário previamente modelada, será anexada a etapa de produção do biofertilizante, levando em consideração as fases de crescimento e cultivo do fungo, bem como as fases a jusante. Serão criados metamodelos das fases de crescimento e cultivo microbiano, intrinsecamente dinâmicos, para permitir o acoplamento com o processo modelado em regime permanente. Essa abordagem permitirá a realização de otimização multiobjetivo, considerando critérios de desempenho econômico e ambiental. Adicionalmente, serão realizadas análises de sensibilidade global, sob priorização fatorial, para identificar as principais variáveis do processo. A experiência do Prof. Krist V. Gernaey e seu grupo na área de engenharia de sistemas de processo e as instalações da Universidade Técnica da Dinamarca permitirão o cumprimento dos objetivos desta proposta. Essas análises permitirão a identificação de gargalos operacionais, com um crivo de análises econômicas e ambientais, o que permite retroalimentar as equipes de pesquisa e desenvolvimento para a produção de biofertilizantes com tecnologia nacional. (AU)