CONVÊNIO FAPESP-DEDINI - Anexo 1

Anexo I: Lista não exclusiva de temas de interesse para as Chamadas de Propostas de Pesquisa que serão publicadas.

Os temas de interesse da FAPESP e da DEDINI e que serão objeto de Chamadas de Propostas de Pesquisa para projetos de pesquisa cooperativa entre pesquisadores de instituições de ensino superior e pesquisa no Estado de São Paulo e pesquisadores da DEDINI incluem, mas não são restritos a:

Pesquisa científica ou tecnológica aplicada ao desenvolvimento de tecnologia para o sistema Dedini Hidrólise Rápida (DHR): o processo DHR tem por finalidade permitir a hidrólise da celulose presente no bagaço da cana-de-açúcar, transformando-a em açúcares fermentescíveis permitindo um aumento na produção de álcool para uma mesma área de cana plantada. A partir da UDP - Unidade de Desenvolvimento do Processo, instalada e em operação na Usina São Luiz (Pirassununga), resultante do Projeto em parceria entre DEDINI-COPERSUCAR-FAPESP, busca-se a otimização do aproveitamento de subprodutos em função do emprego de recursos computacionais e do uso do avanço da tecnologia nos últimos anos ou através da criação de novas tecnologias. Busca-se propostas de pesquisa nos seguintes temas, incluindo a construção de unidade piloto centralizada e comum para os itens 1.a) a 1.j), a qual terá a finalidade de testar e validar o desenvolvimento dos processos e metodologias utilizadas. A unidade piloto deverá ser construída para operação em regime contínuo utilizando o processo organosolv com reciclo do hidrossolvente para hidrólise ácida. A unidade piloto deverá estar preparada para atender as seguintes etapas: a) recebimento e pré-tratamento do bagaço; b) alimentação de bagaço do reator; c) recuperação do hidrossolvente; d) unidade de fermentação/destilação; e) utilidades.

1.a) Metodologia analítica: projetos de pesquisa sobre métodos analíticos reconhecidos internacionalmente que possam ser validados para as análises das diversas correntes e fases do processo de hidrólise incluindo geração de amostras, por processo em batelada, de forma que os dados estudados abranjam todo o processo, além da identificação e quantificação dos produtos intermediários, finais e sub-produtos;

1.b) Caracterização e tratamento do bagaço: projetos de pesquisa para desenvolver um processo de pré-tratamento do bagaço que seja compatível com os processos de hidrólise ácida ou enzimática e com a queima otimizada do bagaço. A caracterização do bagaço deverá incluir a sua distribuição dimensional, bem como a análise química do mesmo, incluindo elementos que possam causar problemas de abrasão/corrosão. Preferencialmente os tratamentos deverão ser a seco, incluindo estudo de impacto ambiental;

1.c) Estudo da dissolução e ou remoção da lignina da fibra: projetos de pesquisa para a obtenção de parâmetros e bases computacionais para a remoção da lignina da fibra, visando à otimização dos processos de hidrolise ácida ou enzimática. Estudo da deslignificação total e parcial das fibras e da medula.

1.d) Estudo da cinética química e hidrodinâmica do reator: projetos de pesquisa sobre desenvolvimento de um modelo cinético da hidrólise ácida. Definição do melhor reator para realização da hidrólise; Otimização do reator com máxima conversão e mínima formação de sub-produtos;

1.e) Estudo dos finos do processo: Caracterização química e granulométrica dos finos oriundos do processo. Estudo de alternativas via química e/ou enzimáticos para retenção/separação das partículas hidrolisáveis com a finalidade do aumento de eficiência da conversão;

1.f) Estudo da coluna e validação do modelo termodinâmico: Estudo de modelos matemáticos de simulação termodinâmica da operação da coluna demonstrando as várias correntes de fluidos do processo. Estudo de simulação de uma coluna de separação com minimação de perdas do hidrossolvente que permita retirar do processo sub-produtos gerados por reações secundárias. Estudo de otimização do processo de remoção dos solventes, lignina e recuperação do licor e otimização energética dos mesmos.

1.g) Estudo alternativo de Hidrossolvente: projetos de pesquisa visando o emprego de solventes alternativos na deslignificação, que resultem em melhor resultado técnico-econômico e ambiental;

1.h) Estudos de ácidos alternativos: projetos de pesquisa sobre estudo de ácidos alternativos ao sulfúrico como catalisador e seu grau de eficiência de conversão e vida útil dos materiais. Estudo do impacto ambiental dos ácidos utilizados no processo.

1.i) Estudo da Separação / Neutralização / utilização da lignina: projetos de pesquisa sobre as condições que permitam a separação da lignina por meio de processo com baixo custo, redução de perdas e recuperação de possíveis subprodutos. Estudo da queima da lignina em caldeiras. Estudo de alternativas de beneficiamento da lignina para utilização com maior valor agregado.

1.j) Estudo da influência da mistura do caldo do hidrolisado na fermentação: projetos de pesquisa para determinação quantitativa da influência do hidrolisado no processo de fermentação utilizando os produtos obtidos no processo de hidrólise incluindo estudo da fermentação clássica e de processos fermentativos das pentoses. Estudo sobre a capacidade das leveduras e/ou outros organismos de fermentação (naturais ou geneticamente modificadas) de metabolização e cinética dos inibidores. Estudo da fermentação dos licores de hidrólise. Estado da arte no desenvolvimento dos processos.

1.k) Estudo de Materiais: projetos de pesquisa de engenharia para identificar os agentes agressivos e estudar materiais alternativos e economicamente viáveis para construção dos reatores de pré-tratamento, hidrólise ácida e seus periféricos incluindo técnicas para revestimentos.

1.l) Unidade Piloto: construção de unidade piloto com a finalidade de testar e validar o desenvolvimento dos processos e metodologias utilizadas. A unidade piloto deverá ser construída para operação em regime contínuo utilizando hidrólise ácida combinada ao processo organosolv com reciclo do hidrossolvente. A unidade piloto deverá estar preparada para atender as seguintes etapas: a) recebimento e pré-tratamento do bagaço; b) alimentação de bagaço do reator; c) hidrólise no reator; d) recuperação do hidrossolvente e do licor hidrolisado; e) tratamento do hidrolisado; f) unidade de fermentação/destilação; g) utilidades.


2) Produção de Energia:

2.a) Avaliação de compostos orgânicos derivados da vinhaça aplicada à lavoura em condições de anaerobiose, incluindo impacto ambiental e geração de créditos de carbono;

2.b) Estudo sobre a queima de vinhaça concentrada em caldeiras incluindo impacto ambiental e créditos de carbono;

2.c) Estudo da exploração sobre recepção, processamento e uso da palha de cana como combustível em caldeiras;

2.d) Estudo de biodigestão da vinhaça combinada com separação dos seus elementos fertilizantes (principalmente o potássio) utilizando processos biológicos, físicos ou químicos

2.e) Estudo sobre queima da glicerina em caldeiras eliminando impactos ambientais (acroleína);

2.f) Estudo sobre gaseificação do bagaço e respectiva purificação adequada ao seu uso como combustível em turbinas a gás


3) Consumo de Energia:
projetos de pesquisa que explorem a otimização da destilação, incluindo um ou mais dos seguintes temas:

3.a) Novos processos de destilação para produção de álcool hidratado, álcool anidro, álcool neutro ou álcool industrial, inclusive integrando energeticamente vários estágios do processo;

3.b) Dinâmica de fluídos na otimização das colunas de destilação, estudando inclusive projetos de bandejas e utilizando o CFD (Computacional Fluid Dynamics) ou similares;

3.c) Maximização da eficiência energética em plantas industriais produtoras de Etanol: projetos de pesquisa que utilizam a tecnologia PINCH ou similares para a otimização do balanço térmico global da usina;

3.d) Processos de reduzida demanda de energia para produção de álcool hidratado carburante e anidro carburante a partir do vinho fermentado e do anidro carburante a partir do hidratado (exemplo: uso de zeólitas, uso de membranas, pervaporação, etc). Este projeto implica em construção de unidade piloto com a finalidade de testar e validar o desenvolvimento.


4) Rendimento e eficiência de processos

4.a) Processos de fermentação com levedura floculante, incluindo planta piloto;

4.b) Fermentação com alto teor alcoólico e de alta eficiência, incluindo planta piloto;

4.c) Novos materiais para aplicação em equipamentos para produção de açúcar e álcool: projetos de pesquisa sobre desenvolvimento ou aplicação de novos materiais que reduzam desgaste mecânico, aumentem eficiência e processo e reduzam custos de manutenção;

4.d) Novas tecnologias para tratamento de Caldo de Cana, Mel e Mosto, incluindo planta piloto.

4.e) Ferramentas de software para avaliação do desempenho das operações agrícola e industrial e sua otimização em termos de eficiência energética. A ferramenta deve ser capaz de incorporar novas soluções tecnológicas e ser aplicável a plantas industriais de etanol, açúcar e bioeletricidade, bem como ao projeto de usinas completas.

Novos temas e sub-temas poderão ser incluídos, por decisão do Comitê Gestor da Cooperação FAPESP- DEDINI.