Explorando a digestão anaeróbica para a produção de biogás a partir de lignina kraft nativa, lignina despolimerizada e serragem de eucalipto deslignificada

Resumo

O objetivo deste projeto de mestrado é investigar a geração de metano a partir da lignina kraft utilizando um consórcio microbiano anaeróbico para quebrar a lignina através da digestão anaeróbica. Para garantir o sucesso deste trabalho de pesquisa, utilizaremos uma base sólida em microbiologia aplicada e conversão de biomassa lignocelulósica, desenvolvida no Departamento de Biotecnologia Industrial (DEBIQ) da EEL/USP. Embora uma parte significativa da pesquisa do DEBIQ se concentre em frações de carboidratos, este projeto busca ser pioneiro no aprimoramento biológico da lignina kraft nativa para a produção de biogás sob condições anaeróbicas. Além da utilização de lignina kraft proveniente da Suzano S.A., a lignina kraft despolimerizada e a serragem deslignificada de eucalipto também serão empregadas como potenciais substratos para a produção de biogás, conforme mostrado na Figura 1.Na primeira fase, a otimização das condições de tratamento alcalino da serragem com hidróxido de amônio será realizada através de Planejamento Composto de Face Centrada (FCCD) e Metodologia de Superfície de Resposta (RSM). A serragem tratada passará por caracterização antes e após o tratamento, e será submetida à hidrólise enzimática para avaliação do rendimento de açúcar como variável resposta. Posteriormente, na segunda fase, será avaliado o desempenho do consórcio anaeróbio na produção de metano utilizando os três substratos mencionados sob diversas condições experimentais. Na terceira fase, o projeto abrangerá uma análise da diversidade microbiana presente no consórcio anaeróbio para identificar os distintos microrganismos potenciais envolvidos na degradação da lignina e sua distribuição. Os dados genômicos serão cruzados com informações culturais de bancos de dados, a fim de compará-los com degradadores de compostos aromáticos conhecidos. Esta análise permitirá identificar os grupos microbianos envolvidos na degradação aromática e sua posterior transformação em biogás. Além da exploração de aplicações alternativas para a lignina kraft, este projeto agregará valor ao gerar biocombustíveis que se alinham com a abordagem de biorrefinaria sustentável, alavancando a economia neutra em carbono.