Produção de ácido hialurônico microbiano: viabilidade econômica e avaliação de impactos ambientais
| dc.contributor.advisor-co1 | Furlan, Felipe Fernando | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4136352953168873 | por |
| dc.contributor.advisor-co1orcid | https://orcid.org/0000-0002-0438-5257 | por |
| dc.contributor.advisor1 | Horta, Antonio Carlos Luperni | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5923938048634505 | por |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0002-3042-0351 | por |
| dc.contributor.author | Harth, Matheus Lopes | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/4285466839275946 | por |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0003-3549-6379 | por |
| dc.date.accessioned | 2024-04-11T20:48:45Z | |
| dc.date.available | 2024-04-11T20:48:45Z | |
| dc.date.issued | 2022-10-28 | |
| dc.description.abstract | Hyaluronic acid is a biopolymer with unique structural and rheological properties, that, initially, was produced by extraction from animal tissue, from rooster comb. However, it used non-ecofriendly solvents (chloroform) and high purification costs to remove contaminants from the rooster comb motivated its manufacture from Streptococcus zooepidemicus bacteria cultivation. Considering this, our study proposed to do a techno-economic-environmental analysis of microbial hyaluronic acid production incorporated to a bioethanol biorefinery with S. zooepidemicus. The techno-economic analysis was conducted in EMSO, while the environmental analysis was done via Life Cycle Analysis, with the approach of gate-to-gate. At first, sugarcane juice was evaluated as carbon source and the required steam and electricity were provided from the sugarcane factory, which resulted in a net present value (NPV) of US$ 18.43 million with a return-on-investment rate of 12.5%. Economic feasibility can enhance further by utilizing more fractions from the biorefinery, such as yeast surplus for yeast extract production and not adding the salts to the cultivation medium, which increase NPV in 37.1% and 11.6%, respectively. From the environmental point-of-view, the Life Cycle Analysis showed the step with more environmental impact was the Production, especially the sodium hydroxide consumption for the cleaning-in-place and pH control, representing 78% of the total impact for Global Warming Potential. As the cleaning-in-place cannot be suppressed due to rules of regulatory agencies, we assessed the effect of not controlling the cultivation pH and assess its impact by reducing sucrose conversion to 50%. Such change made the process economically unfeasible, confirming what the shaken flasks cultivation showed: pH control has a significant effect on the cultivation of S. zooepidemicus, especially in the growth aspect of it. | eng |
| dc.description.resumo | Ácido hialurônico é um biopolímero com propriedades estruturais e reológicas únicas, que, inicialmente, era produzido através de sua extração de tecidos animais, em especial a crista de galo. No entanto, o uso de solventes agressivos ao meio ambiente (clorofórmio) e altos custos de purificação para remover contaminantes da crista do galo motivou sua produção através do cultivo de bactérias Streptococcus zooepidemicus. Diante disto, este trabalho propôs realizar uma análise técnico-econômica-ambiental da produção de ácido hialurônico microbiano usando S. zooepidemicus incorporado a uma biorrefinaria de bioetanol de primeira geração. A análise técnico-econômica foi conduzida em EMSO, enquanto a análise ambiental foi feita através da Análise de Ciclo de Vida (ACV) com a abordagem portão-ao-portão. Inicialmente, testou-se usar o caldo de açúcar extraído da cana como fonte de carbono e o vapor e energia elétrica requeridos eram gerados pela usina atingindo um Valor Presente Líquido (VPL) de US$ 18,43 milhões com uma taxa retorno sobre o investimento de 12,5%. Tal viabilidade pode aumentar ainda mais ao se aproveitar mais outras frações da biorrefinaria, como o excedente de leveduras para produção de extrato de levedura e suprimindo adição de sais ao meio de cultivo, aumentando o VPL em 37,1% e 11,6%, respectivamente. Do ponto de vista ambiental, a ACV mostrou que uma das etapas com mais impacto ambiental é a etapa de Produção, em especial o consumo de hidróxido de sódio, que é consumido tanto para as limpezas como para controle de pH do biorreator, representando 78% do total para o Potencial de Aquecimento Global. Como não é possível suprimir a etapa de limpeza por normas de agências reguladores, testou-se não controlar o pH do cultivo, através da redução da conversão de sacarose para 50%, e analisar o impacto econômico que haveria. Tal mudança inviabilizou economicamente o empreendimento. A influência do pH foi testada em ensaios experimentais em frascos agitados, que mostraram que o controle de pH possui um grande efeito em cultivos de S. zooepidemicus, em especial no aspecto do crescimento celular. | por |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
| dc.identifier.citation | HARTH, Matheus Lopes. Produção de ácido hialurônico microbiano: viabilidade econômica e avaliação de impactos ambientais. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/19646. | por |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/19646 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | por |
| dc.publisher.initials | UFSCar | por |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | por |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
| dc.subject | Ácido hialurônico | por |
| dc.subject | Hyaluronic acid | eng |
| dc.subject | Avaliação técnico-econômica | por |
| dc.subject | Techno-economic analysis | eng |
| dc.subject | Análise de ciclo de vida | por |
| dc.subject | Life cycle assessment | eng |
| dc.subject | Avaliação técnico-econômica-ambiental | por |
| dc.subject | Techno-economic-environmental analysis | eng |
| dc.subject | Streptococcus zooepidemicus | por |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA | por |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | por |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA | por |
| dc.title | Produção de ácido hialurônico microbiano: viabilidade econômica e avaliação de impactos ambientais | por |
| dc.title.alternative | Microbial hyaluronic acid production: economic feasibility and environmental impacts assessment | eng |
| dc.type | Tese | por |
Arquivos
Pacote Original
1 - 1 de 1
Carregando...
- Nome:
- Tese Biblioteca.pdf
- Tamanho:
- 2.72 MB
- Formato:
- Adobe Portable Document Format
- Descrição:
- Tese