The role of ionic liquid pretreatment and recyclin... - BV FAPESP
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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

The role of ionic liquid pretreatment and recycling design in the sustainability of a biorefinery: a sugarcane to ethanol example

Texto completo
Autor(es):
Ferrari, F. A. [1, 2] ; Nogueira, G. P. [3] ; Franco, T. T. [4] ; Dias, M. O. S. [5] ; Cavaliero, C. K. N. [3, 6] ; Witkamp, G. J. [7] ; van der Wielen, L. A. M. [8, 2] ; Forte, M. B. S. [1]
Número total de Autores: 8
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Campinas UNICAMP, Fac Food Engn, Dept Food Engn, Bioproc & Metab Engn Lab, Monteiro Lobato St, BR-13083862 Campinas, SP - Brazil
[2] Delft Univ Technol TUDelft, Fac Appl Sci, Bioproc Engn Biotechnol Dept, Postbus 5, NL-2600 AA Delft - Netherlands
[3] Interdisciplinary Ctr Energy Planning NIPE, Cora Coralina 330 Zeferino Vaz, BR-13083896 Campinas, SP - Brazil
[4] Univ Campinas UNICAMP, Fac Chem Engn, Albert Einstein 500 Zeferino Vaz, BR-13083852 Campinas, SP - Brazil
[5] Univ Fed Sao Paulo, Inst Sci & Technol, Talim 330, Sao Jose Dos Campos, SP - Brazil
[6] Univ Campinas UNICAMP, Fac Mech Engn, Mendeleyev 200 Zeferino Vaz, BR-13083860 Campinas, SP - Brazil
[7] King Abdullah Univ Sci & Technol KAUST, Div Biol & Environm Sci & Engn BESE, Water Desalinat & Reuse Ctr WDRC, Thuwal 239556900 - Saudi Arabia
[8] Univ Limerick, Bernal Inst, Limerick V94 T9PX - Ireland
Número total de Afiliações: 8
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: GREEN CHEMISTRY; v. 23, n. 22 OCT 2021.
Citações Web of Science: 0
Resumo

The use of lignocellulosic (LC) materials, especially residues, as feedstock in biorefinery applications is a promising alternative to the oil refinery production of fuels, power and chemicals, reducing the global warming potential (GWP) related to these activities. The conversion of LC's carbohydrates into useful sugars is entirely dependent on the efficiency of the pretreatment (PT) step. Ionic liquids (ILs) have been explored as tailored solvents for the solubilization of LC's complex structure during PT, which can overcome the existing hurdles related to PT. This work assesses the impact of PT variables and the IL recycling through freezing concentration (FC) in an IL-based biorefinery. The influence of temperature, solid loading and IL dilution was systematically studied and the mass and energy balances, economic and environmental outcomes calculated. Life cycle analysis (LCA) was employed in a cradle-to-gate approach. Results showed that solid loading and IL dilution, rather than PT temperature, have the major influence on the energy requirements to produce 1 kg of ethanol. IL make up is a critical parameter to minimize the environmental impact and operational costs associated with the process. Product selling price and IL recycling were the most impacting variables concerning profitability. Extra investment for improved IL recycling is advantageous up to 99% of recovery. Product diversification can improve the economic feasibility even if it is associated with increased capital expenditure. The results show the importance of the pretreatment design and solvent recycling from an integrated perspective, thus challenging the criteria defined while assessing these steps alone. (AU)

Processo FAPESP: 17/24520-4 - Nova estratégia para pré-tratamento de biomassa lignocelulósica: um estudo simultâneo e multivariado de parâmetros usando ultrassom e combinações de líquidos iônicos
Beneficiário:Marcus Bruno Soares Forte
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
Processo FAPESP: 19/19976-4 - Processamento de biomassa lignocelulósica usando líquidos iônicos para aplicação em biorrefinarias
Beneficiário:Felipe Augusto Ferrari
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 18/20173-0 - Avaliação técnica e ambiental da utilização de palha de cana-de-açúcar e resíduos florestais de eucalipto como matéria-prima para biorrefinarias no Estado de São Paulo
Beneficiário:Guilherme Pessoa Nogueira
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Processo FAPESP: 15/50612-8 - An integrated approach to explore a novel paradigm for biofuel production from lignocellulosic feedstocks
Beneficiário:Telma Teixeira Franco
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 19/10439-6 - Avaliação de ciclo de vida de biorrefinarias de segunda geração alimentadas por palha de cana-de-açúcar e resíduos florestais de eucalípto
Beneficiário:Guilherme Pessoa Nogueira
Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto