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Desenvolvimento de um bioprocesso com alta eficiência energética para a produção flexível de butanol/etanol integrado a uma usina kraft de celulose

Processo: 15/07097-5
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
Vigência: 01 de julho de 2015 - 30 de junho de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Adriano Pinto Mariano
Beneficiário:Adriano Pinto Mariano
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Rubens Maciel Filho ; Thaddeus Chukwuemeka Ezeji
Assunto(s):Celulose  Bioprocessos  Fermentação  Biorrefinarias  Bioenergia  Biocombustíveis  Etanol  Butanóis 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:biorrefinarias | butanol | Celulose Kraft | Etanol | fermentação | Flexível | Biorrefinarias

Resumo

Seguindo uma tendência mundial de reestruturação do setor de celulose, no Brasil empresas produtoras de celulose de eucalipto estão interessadas na expansão dos seus negócios com a produção integrada de novos produtos de origem renovável em substituição àqueles derivados do petróleo. Entre estes produtos destacam-se os biocombustíveis e químicos como o butanol. Apesar das fábricas modernas de celulose terem excedente de energia, o alto consumo de vapor e excessiva geração de vinhaça de bioprocessos como a fermentação podem reduzir consideravelmente a atratividade do projeto, seja pelo investimento necessário para a adequação energética ou pela limitação do novo processo a uma escala não competitiva. Além disso, atenção também deve ser dada à flexibilidade do processo e sua importância crucial para a criação de um negócio robusto frente a oscilações intrínsecas de mercado. Dessa maneira, integração de processos, eficiência energética e flexibilidade de processo são os problemas alvos desse projeto. Nesse contexto, o objetivo do projeto é o desenvolvimento de um bioprocesso com alta eficiência energética para a produção flexível de butanol/etanol integrado a uma usina Kraft de celulose. O principal desafio científico consiste no desenvolvimento de uma tecnologia de fermentação que ao mesmo tempo em que seja intensificada também seja flexível. E não menos importante é a determinação/avaliação de estratégias de integração entre o novo processo e a usina de celulose bem como a fonte e o método de obtenção dos açúcares, de modo que ambos os negócios sejam beneficiados economicamente e ambientalmente.Assim, a partir de uma abordagem multidisciplinar, serão utilizadas ferramentas da engenharia de sistemas de processos (simulações computacionais em associação com análise técnico-econômica) em conjunto com atividades em escala laboratorial para (i) o projeto do bioprocesso flexível e (ii) o desenvolvimento da tecnologia de fermentação avançada com recuperação integrada dos produtos e compatível com as fermentações do etanol e do butanol, denominada aqui "fermentação flash flexível". (AU)

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Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PEREIRA, GUILHERME C. Q.; BRAZ, DANILO S.; HAMAGUCHI, MARCELO; EZEJI, THADDEUS C.; MACIEL FILHO, RUBENS; MARIANO, ADRIANO P.. Process design and economics of a flexible ethanol-butanol plant annexed to a eucalyptus kraft pulp mill. Bioresource Technology, v. 250, p. 345-354, . (15/50243-2, 15/07097-5)
DORNELLES, LARISSA BRAGA; FILHO, RUBENS MACIEL; MARIANO, ADRIANO PINTO. Organosolv fractionation of eucalyptus: Economics of cellulosic ethanol and chemicals versus lignin valorization to phenols and polyols. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 173, . (15/07097-5, 16/23647-8, 16/19614-7)
ASSUMPCAO, DANIEL DE CASTRO; CCOPA RIVERA, ELMER ALBERTO; TOVAR, LAURA PLAZAS; EZEJI, THADDEUS CHUKWUEMEKA; MACIEL FILHO, RUBENS; MARIANO, ADRIANO PINTO. Resolving mismatches in the flexible production of ethanol and butanol from eucalyptus wood with vacuum fermentation. Bioprocess and Biosystems Engineering, v. 41, n. 11, p. 1651-1663, . (15/50243-2, 16/01785-0, 15/07097-5)
BRAZ, DANILO SILVA; MARIANO, ADRIANO PINTO. Jet fuel production in eucalyptus pulp mills: Economics and carbon footprint of ethanol vs. butanol pathway. Bioresource Technology, v. 268, p. 9-19, . (15/07097-5)

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