Experimental optimization and techno-economic analysis of bioethanol production by simultaneous saccharification and fermentation process using sugarcane straw

Autor(es)

Pratto, Bruna ^[1] ; Rodrigues dos Santos-Rocha, Martha Suzana ^[2] ; Longati, Andreza Aparecida ^{[3, 4]} ; de Sousa Junior, Ruy ^{[1, 5]} ; Goncalves Cruz, Antonio Jose ^{[1, 5]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Fed Sao Carlos, Chem Engn Grad Program, Rod Washington Luis Km 235, BR-13565905 Sao Carlos, SP - Brazil

^[2] Fed Inst Alagoas, Rod Eng Joaquim Goncalves, Rod Engn Joaquim Goncalves, BR-57200000 Penedo, AL - Brazil

^[3] Univ Estadual Campinas, Sch Chem Engn, Dept Mat & Bioproc Engn, BR-13083852 Campinas, SP - Brazil

^[4] Fundacao Educ Ituverava, Rua Cel Flauzino Barbosa Sandoval 1259, BR-14500000 Ituverava, SP - Brazil

^[5] Univ Fed Sao Carlos, Chem Engn Dept, Rod Washington Luis Km 235, BR-13565905 Sao Carlos, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Bioresource Technology; v. 297, FEB 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

The present work aims to determine a suitable yield-productivity balance in bioethanol production from hydrothermally pretreated sugarcane straw via pre-saccharification (PS) and simultaneous saccharification and fermentation (SSF). PS experiments were carried out evaluating effects of enzymatic dosage, biomass loading, and PS time. The performance of the whole process (PSSSF) was evaluated based on overall ethanol yield and productivity considering a simultaneous optimization (desirability function) of both variables. The multi-criteria optimization enabled to reach 5.7% w/w ethanol concentration yielding 290 L of ethanol per ton of pretreated sugarcane straw within 45 h of total processing time. Furthermore, a techno-economic analysis was performed under optimized conditions (14.5 FPU/g(cellulose), 19.3% w/v biomass loading and 33 h PS time). This process was integrated into a first-generation plant. Although the economic evaluation exhibited a negative performance, a sensitivity analysis indicated that a decrease of 23.3% in operational expenditure would be enough to achieve feasibility. (AU)

• Processo FAPESP: 16/10636-8 - Da fábrica celular à biorrefinaria integrada Biodiesel-Bioetanol: uma abordagem sistêmica aplicada a problemas complexos em micro e macroescalas
• Beneficiário: Roberto de Campos Giordano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
• Processo FAPESP: 15/11468-9 - Implementação de unidade de processo para geração de energia empregando vinhaça e integração na biorrefinaria de produção de etanol
• Beneficiário: Andreza Aparecida Longati de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 17/18194-7 - Análise técnico-econômico-ambiental do uso do biogás de vinhaça em diferentes configurações da biorrefinaria
• Beneficiário: Andreza Aparecida Longati de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 19/15851-2 - Análise tecno-econômico-ambiental reversa da produção de carotenóides e óleo microbiano pela levedura oleaginosa Rhodotorula toruloides a partir da fração hemicelulósica de bagaço de cana integrada à biorrefinaria biodiesel-bioetanol (1G-2G)
• Beneficiário: Andreza Aparecida Longati de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado