Estudo da produção de bioetanol a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar em reator de leito fluidizado e avaliação do impacto ambiental gerado pelos resíduos durante as etapas do processo

• Processo: 10/08066-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2010
• Vigência (Término): 31 de julho de 2013
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Silvio Silvério da Silva
• Beneficiário: Ivy dos Santos Oliveira
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 08/57926-4 - Etanol: pesquisa e desenvolvimento visando ao aproveitamento integrado do bagaço de cana-de-açúcar para a produção biotecnológica do etanol lignocelulósico, AP.BIOEN.TEM
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomassa | bioprocessos | biorreatores | biosíntese | Biosistemas imobilizados | Processos Bioquímicos | Desenvolvimento e otimização de processos bioquímicos

Resumo

O presente projeto está vinculado ao projeto temático "ETANOL: Pesquisa e Desenvolvimento Visando ao Aproveitamento Integrado do Bagaço de Cana-de-Açúcar para a Produção Biotecnológica do Etanol Lignocelulósico" (Processo FAPESP 2008/579264). Particularmente, propõe-se a avaliação de novas estratégias para aproveitamento da fração hemicelulósica do bagaço de cana-de-açúcar visando a sua utilização na produção de biocombustível líquido, o etanol. Também é proposta a avaliação do impacto ambiental dos resíduos gerados no processo proposto. Numa primeira etapa, serão utilizadas técnicas específicas para caracterização da matéria-prima, em seguida será realizada a hidrólise branda com acido sulfúrico da fração hemicelulósica do bagaço e sua caracterização quanto ao teor de açúcares e compostos tóxicos. O hidrolisado contendo compostos inibidores do crescimento microbiano será submetido a um processo de tratamento baseado em variação de pH e adsorção em carvão ativo. Os resíduos gerados nesta etapa serão quantificados e caracterizados visando-se à avaliação de seu impacto ambiental. Poderá ser incluída a avaliação de opções para tratamento destes resíduos. Na etapa seguinte, a levedura Pichia stipitis NRRLY-7124 será imobilizada em alginato de cálcio utilizando a técnica de encapsulamento. Experimentos preliminares serão realizados no reator de leito fluidizado visando-se a determinação de parâmetros importantes como velocidade mínima de fluidização e quantidade de células imobilizadas a serem empregadas no processo. Na sequência, serão conduzidas fermentações em sistema de bateladas (planejamento fatorial 23), visando o estabelecimento e a otimização das condições reacionais adequadas, onde serão avaliadas as influências das variáveis concentrações de xilose, concentração de co-substrato e vazão de aeração. Na última etapa do projeto serão feitos experimentos com o reator operando em modo contínuo, visando-se avaliar o melhor rendimento na produção de etanol no reator de leito fluidizado. Especificamente, será avaliada a possibilidade de não ser necessária esterilização do meio reacional para o controle de contaminação visando-se a aplicação do processo estudado em escala industrial. Técnicas de planejamento estatístico serão empregadas, sempre que necessário, para avaliação e otimização do desempenho do processo. (AU)