Navegando por Palavras-chave "Fermentação ABE"

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    Modelo cinético da produção de acetona-butanol-etanol co-utilizando açúcares mistos e furaldeídos da biorrefinaria de cana-de-açúcar por Clostridium saccharoperbutilacetonicum N1-4
    (Universidade Federal de São Paulo, 2024-09-30) Oliveira, Roger Assis de [UNIFESP]; Tovar, Laura Plazas [UNIFESP]; Plácido, José [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/5957249756042771; http://lattes.cnpq.br/1249241087342551
    O biobutanol é considerado um combustível alternativo promissor para substituir o diesel e a gasolina. A produção de butanol é comumente realizada através da fermentação ABE, onde um substrato é convertido em uma mistura de etanol, butanol e acetona pela ação de bactérias do gênero Clostridium spp. Embora o processo seja promissor, ele é caracterizado por baixa eficiência e produtividade. O alto custo da matéria-prima de primeira geração, contribui significativamente para o custo elevado do processo. Assim, é necessário investigar a utilização de matérias-primas de menor custo, como os resíduos agroindustriais da biorrefinaria de cana-de-açúcar. Este trabalho propôs um modelo cinético dinâmico para investigar os efeitos dos açúcares mistos presentes no hidrolisado hemicelulósico e no melaço da cana-de-açúcar, além dos furaldeídos (furfural e HMF) formados durante a hidrólise da hemicelulose, na produção de ABE por C. saccharoperbutylacetonicum N1-4. A análise de sensibilidade de modelos na literatura e do próprio modelo revelou que as reações associadas à produção e consumo de acetil-CoA e butiril-CoA estão relacionadas ao aumento do rendimento de butanol. Os parâmetros cinéticos do modelo foram estimados por métodos determinísticos em uma rotina computacional desenvolvida no Scilab®. Os resultados mostraram que, apesar da forte preferência do microrganismo por açúcares hexoses, a inclusão de até 25% de pentoses não está associada a uma redução significativa na produção de butanol. Além disso, a presença dos furaldeídos perturba principalmente a assimilação dos ácidos acético e butírico e a produção de acetil-CoA e butiril-CoA, atuando como potenciais estimulantes para a produção de solventes. O Modelo infere que a utilização de resíduos agroindustriais como matéria-prima pode tornar o processo de produção de biobutanol mais eficiente e economicamente viável.
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    Acesso aberto (Open Access)
    Recuperação de n-butanol utilizando colunas de stripping à vácuo no processo de fermentação ABE
    (Universidade Federal de São Paulo, 2021-08-02) Gonçalves, Ellen Sandy [UNIFESP]; Ferreira, Michael Laia [UNIFESP]; Tovar, Laura Plazas [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/5957249756042771
    O conceito de biorrefinaria vem ganhando grande destaque visto seu objetivo de transformar a biomassa em produtos de maior valor agregado, como os biocombustíveis, devido à crescente procura de fontes de energia renováveis. Dentre estes biocombustíveis, o n-butanol é obtido por meio do processo fermentativo ABE (acetona, n-butanol, etanol). O n-butanol possui um desempenho mais similar à gasolina quando comparado ao etanol, tornando vantajoso o uso deste combustível. Porém, ao atingir determinada concentração, o n-butanol torna-se inibidor da reação de fermentação. Neste trabalho foi analisado o processo de recuperação de n-butanol utilizando colunas de stripping à vácuo, por meio de simulações no ambiente computacional Aspen Plus™. Inicialmente, foi realizada uma análise para definir os modelos termodinâmicos mais adequados para o sistema estudado. Utilizando os modelos NRTL-HOC e UNIQUAC-HOC, o sistema reacional foi conformado a partir de uma corrente contendo glicose a 50 g L-1. Com isto, obteve-se uma corrente de saída do reator composta por n-butanol, água, etanol, ácido acético, acetona, hidrogênio e dióxido de carbono, além da glicose remanescente. Posteriormente, esta corrente foi ajustada por um separador/extrator, para que apenas n-butanol, acetona, etanol e água seguissem para o sistema de recuperação. Para este sistema foram estudadas duas conformações, a primeira composta por duas colunas de destilação e a segunda por duas colunas de stripping e uma de destilação. Ao final de ambas as conformações é obtida uma corrente composta por n-butanol e água, que serão separados em um sistema com duas colunas stripping. Foi obtida uma recuperação de n-butanol 87,43 % para a conformação 1 e 79,97 % para a conformação 2, além de uma pureza de 99,41 % para ambos os casos. Após estas simulações, foi realizada análise de sensibilidade variando-se os parâmetros de projeto e de operação das colunas, avaliando o impacto sobre a recuperação de n-butanol, pureza e consumo energético. A partir desta análise, foi possível determinar as melhores condições para estas colunas e, com base nestes valores, foram realizadas novas simulações. Atingiu-se uma recuperação de n-butanol de 100 % para a conformação 1 e de 99,82 % para a conformação 2, ambas mantendo a pureza de 99,41 %. Ao final do trabalho, concluiu-se que a conformação 1 é a mais vantajosa para a obtenção de n-butanol por possuir maior eficiência e menor consumo energético.