An integrated approach to explore a novel paradigm for biofuel production from lignocellulosic feedstocks

Resumo

Neste projeto de pesquisa as leveduras serão modificadas para adquirir capacidade de converter diretamente açúcares oligoméricos em bioprodutos. Uma outra classe de organismos, Geobacillus extensivamente estudada pelo grupo da Universidade de Bath, possui habilidade de transportar e utilizar estes açúcares oligoméricos. Assim, neste projeto de pesquisa iremos utilizar uma cepa de Geobacillus para comparar o desempenho com as leveduras recombinantes, otimizadas para a mesma função. Três matérias-primas (MP) lignocelulósicas diferentes, todas com potencial para serem usadas na obtenção de biocombustíveis e de produtos químicos: sustentáveis serão estudadas: a palha de cana (geralmente deixada no campo após a colheita), o Miscanthus - cultivado no Reino Unido para co-incineração e geração de energia e os resíduos de florestas de eucaliptos, muito abundantes no Brasil. O uso das 3 MP lignocelulósicas representa uma nova e original oportunidade para se avaliar os mesmos. Parte da equipe dos dois países deverá trabalhar no desenvolvimento de métodos para converter as matérias primas em oligossacarídeos para utilização pelas novas cepas desenhadas de leveduras. Pré-tratamento menos drásticos, seletivos e específicos bem como o uso de enzimas escolhidas para a geração dos oligossacarídeos serão desenvolvidos no grupo de trabalho 1. Outro grupo de trabalho irá se concentrar na produção das enzimas necessárias para a geração dos oligossacarídeos derivados das MPs. Um terceiro grupo irá projetar as cepas de leveduras para utilizarem os oligossacarídeos derivado da lignocelulose. Visando aumentar ainda mais a eficiência energética das MPs nas novas usinas de conversão de lignocelulose, pretende se obter ainda novos produtos químicos e biogás a partir dos efluentes, de vinhaça e da hemicelulose hidrolisados. Assim, será desenvolvido a integração da digestão anaeróbica (AD) para o processo integrado de Biorrefinaria de LC. AD e fermentação com culturas mistas podem melhorar a relação energética do bioprocesso com a produção de biogás e fertilizantes como produtos secundários. Além disso, serão necessários estudos de sustentabilidade e analises técnico econômicas para garantir que os resultados deste trabalho alcancem relevante impacto para os setores industriais aonde as MP se originam. Assim, o quarto grupo de trabalho, especializado nestes dois amplos temas de pesquisa e em LCA deverá garantir a escolha das matérias-primas, as quantidades a serem coletadas, a localização das coletas bem como as rotas industriais de obtenção dos produtos. Otimização das rotas de obtenção propostas pelo projeto deverá refletir positivamente no projeto bem como identificar os pontos para serem alterados/modificados. (AU)