Estudo do processo de intensificação para a Produção de Biogás e Etanol de Segunda Geração a partir das frações de Carboidrato derivadas de Biomassas Lignocelulósicas

• Processo: 25/08441-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2030
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Silvio Silvério da Silva
• Beneficiário: Kiara Alejandra Garcia Bustos
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/09789-8 - Descarbonização dos Transportes para o Benefício da Sociedade: Potencializando a Sustentabilidade com a Integração de Rotas Bioquímicas e Térmicas na Utilização Integral da Biomassa, AP.TEM
• Assunto(s): Biogás Etanol
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biogás | Ethanol | Intensificação | lignocelulosic biomass | Aproveitamento de biomassa lignocelulosica

Resumo

Este plano de doutorado propõe a aplicação de metodologias para otimizar os processos de produção de etanol e biogás, utilizando as principais frações (celulósica e hemicelulósica) de biomassas derivadas do setor sucroenergético. O objetivo é ampliar o escopo das metodologias atuais, conduzindo pesquisas voltadas à intensificação do processo em diferentes etapas (pré-tratamento e hidrólise; hidrólise e fermentação simultâneas; ou digestão anaeróbia), visando ao desenvolvimento de um processo adaptável às tecnologias já estabelecidas nos mercados brasileiro e global.Para alcançar esses objetivos, serão desenvolvidos processos tecnológicos avançados, envolvendo o processamento do material lignocelulósico, a otimização das fontes de carbono e nitrogênio para a produção econômica de etanol e biogás, bem como a implementação de diferentes abordagens fermentativas. Inicialmente, diferentes frações da biomassa lignocelulósica serão obtidas por meio de pré-tratamentos ácidos e alcalinos assistidos por cavitação hidrodinâmica. Essas frações serão, então, utilizadas na produção de etanol (celulósico e hemicelulósico) e biogás (a partir de slurries), além da avaliação de diversas fontes alternativas de nitrogênio (por exemplo, farelos de arroz e de soja), com o objetivo de reduzir os custos operacionais.Os processos serão otimizados por meio de planejamentos experimentais estatísticos, com foco tanto na relação C:N em escala de bancada quanto nos parâmetros operacionais de cada etapa, incluindo sua aplicação em sistemas de biorreatores.