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Melhorias e ampliação de escala na produção de nanocelulosa esférica via hidrólise enzimática e cavitação hidrodinâmica

Processo: 24/10503-4
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2024
Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2025
Área de conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica
Pesquisador responsável:Valdeir Arantes
Beneficiário:Sergio Luis Yupanqui Mendoza
Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:21/07023-2 - Desenvolvimento de uma plataforma tecnologia baseada em enzimas para produção e modulação de nanocelulose: validação para aplicações biomédicas e embalagens ativas, AP.JP2
Assunto(s):Escalonamento   Nanocelulose   Nanobiotecnologia
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Cavitação hidrodinâmica | Escalonamento | nanocelulose | Nanobiotecnologia

Resumo

A nanocelulose esférica (CNS) representa um novo tipo de nanocelulose com um grande potencial atrativo devido às suas diversas propriedades e aplicações dependentes da forma. Apesar de suas características notáveis, que podem até ser superiores a outros tipos de nanocelulose, os reportes sobre as condições de produção não são concretos e apresentam valores não adaptáveis para uma produção rentável em escala comercial. Nesse sentido, o presente projeto visa desenvolver uma tecnologia baseada em enzimas para produzir CNS de maneira eficiente e rentável. Todavia, embora as condições do processo possam ser otimizadas, ainda há uma lacuna na adaptação do processo às propriedades específicas. Além disso, o maior desafio para obter um tipo de nanocelulose rentável e comercialmente atraente continua sendo o consumo de energia. Portanto, este projeto tem como objetivo investigar toda a sequência de processos para a produção de CNS: 1) pré-tratamento, 2) hidrólise enzimática e 3) pós-tratamento, com o objetivo de determinar as condições operacionais adequadas que resultem em um menor consumo de energia. Além disso, serão empregadas técnicas alternativas de tratamento de biomassa, como a cavitação hidrodinâmica, uma técnica inovadora que será utilizada pela primeira vez como tratamento de biomassa celulósica para reduzir os requisitos energéticos. Por fim, as condições otimizadas e melhoradas servirão como dados experimentais para a implementação de uma planta piloto de produção de CNS. Ao mesmo tempo, serão realizados testes de validação, modelagem e análise econômica de todo o processo para garantir sua viabilidade em um cenário comercial.

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Publicações científicas
(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)
YUPANQUI-MENDOZA, SERGIO LUIS; DIAS, ISABELA KAROLINE; DOS SANTOS, JULIO CESAR; ARANTES, VALDEIR. A novel approach for producing stable cellulose nanocrystal colloidal suspensions via hydrodynamic cavitation. CHEMICAL ENGINEERING AND PROCESSING, v. 209, p. 11-pg., . (21/07023-2, 24/10503-4)