Projetos de Pesquisa

 

Foto de perfil

Viridiana Santana Ferreira Leitao

Ciências Biológicas

Biotecnologia
  • produção biológica de hidrogênio, 1,3-propanodiol e metano a partir da glicerina residual do biodiesel
  • O aumento da produção de biodiesel nas últimas décadas no Brasil, impulsionado pelo Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB), tem como consequência a geração de toneladas de glicerina como subproduto. Apenas em 2017, cerca de 480 mil toneladas de glicerina foram gerados no Brasil (ANP, 2018); neste mesmo ano, o Brasil exportou apenas 244 mil toneladas de glicerina (COMEXSTAT, 2018). O excesso de oferta pode desvalorizar a glicerina economicamente, tendo como consequências o desequilíbrio da balança comercial deste produto e o aumento do preço do biodiesel (ANITHA; KAMARUDIN; KOFLI, 2016; GARLAPATI; SHANKAR; BUDHIRAJA, 2016; QUISPE; CORONADO; CARVALHO, 2013). Por se tratar de um material com elevado teor de glicerol, a glicerina pode ser aproveitada como matéria-prima tanto em processos químicos quanto em processos bioquímicos, evitando problemas ambientais relacionados ao seu descarte e, ainda, agregando valor à cadeia produtiva do biodiesel. Neste cenário, a utilização da glicerina como fonte de carbono em processos fermentativos apresenta-se como tecnologia promissora, considerando a diversidade de bioprodutos que podem ser obtidos a partir deste processo. Processos fermentativos são particularmente atraentes devido à baixa demanda energética e caráter intrinsecamente sustentável, uma vez que são conduzidos a temperatura próxima à ambiente e pressão atmosférica. Dentre os bioprodutos gerados pela fermentação do glicerol, destacam-se o hidrogênio (H2) e o metano (CH4), por suas elevadas densidades energéticas, e o 1,3-propanodiol (1,3-PDO), por seu mercado em franca expansão. O emprego de população microbiana mista do lodo anaeróbio acrescenta outras vantagens ao processo proposto neste estudo, como a simplificação do manuseio e a redução de custos relacionados à esterilização de equipamentos e meios de cultura; entretanto, existem desvantagens atreladas a esta abordagem, tais como os baixos rendimentos em um produto de interesse e possíveis inibições, provocadas pelo substrato e/ou pelos produtos da fermentação. Neste sentido, a exploração das diferentes formas de condução do processo fermentativo se faz necessária para a superação das suas limitações. Neste projeto, pretende-se (i) identificar os microrganismos presentes no lodo anaeróbio, visando ao melhor entendimento acerca do protagonismo destes em cada etapa do processo de digestão anaeróbia; (ii) avaliar o processo semicontínuo para produção de H2 como estratégia para redução da inibição, adaptação do inóculo microbiano e aumento da concentração de substrato inicial; (iii) desenvolver um processo de separação do 1,3-PDO presente no meio fermentado – definido na literatura como HPLW (SARMA et al., 2015); e (iv) promover a cogeração de metano sequencial à produção de H2, aumentando o aproveitamento mássico da matéria-prima, numa concepção análoga à da biorrefinaria de biomassas e alinhada às diretrizes da Química Verde e do RenovaBio. Adicionalmente, pretende-se avaliar economicamente os processos propostos para o aproveitamento da glicerina a fim de se apontar o mais promissor.
  • Instituto Nacional de Tecnologia - RJ - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022