Avaliação do processo de produção de 1,3-propanodiol a partir de glicerol por rota biotecnológica.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Avilez, Leonardo Antonio Cáceres
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: 1,3-propanediol; 1,3-propanodiol; Bioprocesses; Bioprocessos; Glicerol; Glycerol; Limosilactobacillus reuteri; Simulação; Simulation
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-15022024-093016/

A conversão do glicerol em 1,3-propanodiol (1,3-PDO) surge como uma alternativa promissora para a economicidade da cadeia de produção de biodiesel e redução das emissões de CO2. Neste estudo, o processo biotecnológico de produção de 1,3-PDO a partir da bactéria Limosilactobacillus reuteri foi avaliado utilizando técnicas de modelagem e simulação de processo. A bactéria L. reuteri destaca-se como um micro-organismo promissor para esse processo, pois além de produzir 1,3-PDO, é capaz de gerar ácido lático, outro produto de interesse comercial. Inicialmente, foi conduzido um estudo cinético empregando modelos cinéticos clássicos da literatura, ajustando os parâmetros com dados experimentais obtidos em um trabalho anterior. Para a cofermentação em batelada, a combinação do modelo de Monod com uma equação hiperbólica empírica para a taxa de produção de 1,3-PDO demonstrou ser o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais. Além disso, foi desenvolvido um modelo para o processo de cofermentação contínua, ajustando os parâmetros com dados experimentais do processo em estado estacionário. Esse modelo foi capaz de prever as concentrações em estado estacionário para taxas de diluição variando de 0,25 a 0,9 h-1. Em seguida, foi proposto um processo conceitual para a produção de 1,3-PDO a partir da bactéria L. reuteri, simulando a configuração proposta no software Aspen Plus®. Os processos de separação propostos neste estudo consistem em um sistema de evaporação em múltiplos estágios e um sistema de destilação a vácuo, os quais foram rigorosamente simulados e analisados. Os resultados permitiram avaliar o desempenho técnico, econômico e ambiental do processo. Observou-se que os maiores custos de investimento estão relacionados ao processo de separação, representando cerca de 74,4 % do investimento total. Na avaliação econômica, constatou-se que, no cenário base, o VPL estimado foi negativo, sugerindo que o processo de produção de 1,3-PDO a partir da bactéria L. reuteri não é economicamente viável no contexto atual. O alto custo do meio de cultura e a baixa concentração de 1,3-PDO no meio são os principais aspectos a serem otimizados para que o processo possa ser economicamente viável.