dc.contributor.author | Pinto, Ariane Silveira Sbrice | |
dc.date.accessioned | 2021-06-16T19:05:52Z | |
dc.date.available | 2021-06-16T19:05:52Z | |
dc.date.issued | 2021-04-27 | |
dc.identifier.citation | PINTO, Ariane Silveira Sbrice. Mitigação dos inibidores gerados no pré-tratamento da biomassa vegetal: impacto técnico-econômico-ambiental de diferentes rotas de processo na biorrefinaria. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14385. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14385 | |
dc.description.abstract | The presence of inhibitors is still an economic bottleneck that needs to be resolved in order to make 1G2G ethanol biorefineries feasible, requiring the development of technologies capable of improving their competitiveness in the biofuels marketplace. Soluble and insoluble lignin can impair the enzymatic hydrolysis process by inhibition, deactivation, and unproductive adsorption of enzymes. Washing the pretreated biomass or using lignin-blocking additives during saccharification could mitigate these negative effects in future biorefineries. Here, an investigation was performed of the combined mitigation processes, in terms of their technical and economic feasibility in a 1G2G sugarcane biorefinery. Evaluation was made of the impacts of biomass washing and soybean protein addition, separately or in combination, on glucose yields for hydrolysis in the presence of high (liquor) and low (buffer) concentrations of soluble inhibitors/deactivators. Combining washing and soybean protein addition provided the highest glucose yields, with an increase of up to 50%. The effect of the mitigation processes could be explained by a combination of catalytic mechanisms acting on both soluble and insoluble lignin. In an industrial context, biomass washing (90 ºC, 15% (w/w) solids, 3 steps) followed by soybean protein addition (12% (w/v) solids) provided a cost-competitive methodology for bioethanol production, with an estimated net present value of US$ 9.16x107, optimizing hydrolysis process in the 1G2G sugarcane biorefinery. Moreover, integrating both biomass washing and soybean protein addition units was a potential strategy for achieving a profitable and an eco-friendly biorefinery. The life cycle analysis of ethanol production showed that the categories of climate change and photochemical oxidation potentials were reduced if the washing process unit was considered in 1G2G biorefinery plant, with the most sustainable biorefinery achieved if only the soybean protein addition was included. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Etanol 1G2G | por |
dc.subject | Bagaço da cana-de-açúcar | por |
dc.subject | Pré-tratamento | por |
dc.subject | Inibição enzimática | por |
dc.subject | Desativação enzimática | por |
dc.subject | Processo de lavagem | por |
dc.subject | Adsorção improdutiva | por |
dc.subject | Impedimento estérico | por |
dc.subject | Proteína de soja | por |
dc.subject | Análise técnico-econômica | por |
dc.subject | Pegada de carbono | por |
dc.subject | Análise do ciclo de vida | por |
dc.subject | 1G2G Ethanol | eng |
dc.subject | Sugarcane bagasse | eng |
dc.subject | Pretreatment | eng |
dc.subject | Enzymes inhibition | eng |
dc.subject | Enzymes deactivation | eng |
dc.subject | Washing process | eng |
dc.subject | Unproductive adsorption | eng |
dc.subject | Steric impediment | eng |
dc.subject | Soybean protein | eng |
dc.subject | Techno-economic assessment | eng |
dc.subject | Carbon footprint | eng |
dc.subject | Life cycle assessment | eng |
dc.title | Mitigação dos inibidores gerados no pré-tratamento da biomassa vegetal: impacto técnico-econômico-ambiental de diferentes rotas de processo na biorrefinaria | por |
dc.title.alternative | Mitigation of inhibitors from biomass pretreatment: technical-economic-environmental impact of different process routes in biorefineries | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Farinas, Cristiane Sanchez | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9933650905615452 | por |
dc.description.resumo | A presença de inibidores ainda é um gargalo econômico que precisa ser resolvido para viabilizar as biorrefinarias de etanol 1G2G, exigindo o desenvolvimento de tecnologias capazes de melhorar sua competitividade no mercado de biocombustíveis. As ligninas solúvel e insolúvel podem prejudicar o processo de hidrólise enzimática por inibição, desativação e adsorção improdutiva de enzimas. Lavar a biomassa pré-tratada ou usar aditivos bloqueadores de lignina durante a sacarificação pode mitigar esses efeitos negativos em futuras biorrefinarias. Neste trabalho, investigou-se a viabilidade técnica, econômica e ambiental de uma biorrefinaria de cana-de-açúcar 1G2G que integra ambos processos de mitigação, integrados concomitantemente ou não. Avaliaram-se os impactos nos rendimentos de glicose na hidrólise na presença de altas (licor) e baixas (tampão) concentrações de inibidores/desativadores solúveis. A combinação de lavagem e adição de proteína de soja proporcionou os maiores rendimentos de glicose, com um aumento de até 50%. O efeito dos processos de mitigação pode ser explicado por uma combinação de mecanismos catalíticos atuando tanto na lignina solúvel quanto na insolúvel. Em um contexto industrial, a lavagem de biomassa (90 ºC, 15% (m:m) de sólidos, 3 etapas) seguida pela adição de proteína de soja (12% (m:m) de sólidos) forneceu uma metodologia de custo competitivo para a produção de etanol, com um valor presente líquido estimado em US$ 9,16x107, otimizando o processo de hidrólise na biorrefinaria de cana-de-açúcar 1G2G. Além disso, a integração das unidades de lavagem de biomassa e de adição de proteína de soja se mostrou como uma estratégia potencial para alcançar uma biorrefinaria lucrativa e ecologicamente correta. A análise do ciclo de vida da produção de etanol mostrou que as categorias de mudanças climáticas e potenciais de oxidação fotoquímica foram reduzidas quando a unidade de processo de lavagem foi integrada na biorrefinaria 1G2G, sendo que a biorrefinaria mais sustentável for aquela que integrou exclusivamente a adição de proteína de soja como processo de mitigação. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS | por |
dc.description.sponsorshipId | FAPESP: 2017/21173-1 | por |
dc.description.sponsorshipId | FAPESP: 2016/10636-8 | por |
dc.description.sponsorshipId | CNPq: 140906/2017-7 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/6134437994430328 | por |