Produção de biogás integrada ao conceito de biorrefinaria para biomassa lignocelulósica: aspectos operacionais e uso de nanopartículas

Resumo

No contexto desafiador do Acordo de Paris (COP21 - 2015), a produção de biogás volta a receber destaque mundial e, consequentemente, iniciativas governamentais e industriais. A produção ocorre através da Digestão Anaeróbia (DA), que permite a recuperação energética da fonte orgânica através do uso do metano (CH4) presente no biogás, além da possível geração de subprodutos com valor para a agroindústria. Em um cenário de elevada expectativa, substratos provenientes da atividade sucroalcooleira são considerados potenciais facilitadores do desenvolvimento de biorrefinarias, tornando o sistema mais resiliente e versátil. É notório o quão intenso tem sido o interesse no uso de subprodutos lignocelulósicos para a produção de CH4. No entanto, existem lacunas na literatura em relação à DA de resíduos da produção de etanol lignocelulósico (ou de segunda geração, 2G), mas é sabido que sua recalcitrância pode ser um obstáculo ao processo biológico. Neste cenário, a co-digestão com substratos mais facilmente biodegradáveis surge como uma alternativa interessante, podendo suavizar os efeitos inibitórios daqueles resíduos à DA. Junto a isso, existem parâmetros e condições cruciais a serem investigadas que poderiam fornecer melhor compreensão e otimização da co-digestão anaeróbia, como o potencial redox, a identificação do proteoma e do consórcio microbiano e o uso de nanopartículas na produção de biogás. Tais informações são escassas na literatura, e mesmo inexistentes no que diz respeito ao uso de subprodutos da produção de etanol 2G para a produção de biogás. Neste contexto, o presente projeto visa explorar a produção de biogás em um conceito inovador de biorrefinaria para o etanol lignocelulósico integrado à produção tradicional de etanol de cana-de-açúcar a partir da co-digestão de seus resíduos (e.g., vinhaça, torta de filtro e resíduos de pré-tratamento), sendo avaliado, neste contexto, o potencial de produção de CH4. O projeto inclui o acompanhamento do potencial redox e análises de proteoma e identificação do consórcio microbiano por meio de técnicas de Biologia Molecular durante os experimentos de co-digestão, além da investigação da produção contínua de metano com o uso de nanopartículas, abrindo possibilidades alternativas para otimização de processos em biorrefinarias de cana-de-açúcar. O desenvolvimento do presente projeto deverá se constituir em uma das primeiras fontes de conhecimento para a produção brasileira de etanol 2G aliada à responsabilidade ambiental. Este projeto está vinculado ao projeto temático FAPESP-BBSRC n° 15/50612-8. (AU)