INTRODUÇÃO
O fenômeno de cavitação ocorre em fluidos quando há um diferencial de pressão de fluxo, gerando microbolhas que colapsam violentamente quando a pressão é recuperada. Esse colapso pode gerar transformações químicas e físicas que degradam moléculas orgânicas localizadas nas proximidades, e até mesmo perfurar ou erodir a superfície do material de interesse. Entre as formas mais comuns de geração do fenômeno de cavitação, inclui-se o uso de dispositivos como placa de orifícios, tubo Venturi, válvulas, etc.
Materiais lignocelulósicos, como resíduos agroindustriais e florestais, são uma das principais fontes de energia do planeta. No entanto, apresentam estrutura e composição química complexas, demandando etapas de pré-tratamento antes de serem utilizadas, por exemplo, para obtenção de biocombustíveis. Esse processo de pré-tratamento consiste em remover frações de hemicelulose ou lignina, aumentar a porosidade do material ou reduzir o grau de polimerização. Algumas tecnologias de pré-tratamento utilizam ultrassom, que acelera o processo devido ao fenômeno de cavitação envolvido. No entanto, o uso de ultrassom eleva o consumo de energia, sendo também de difícil aplicação em grande escala.
Como alternativa ao ultrassom, tem-se a aplicação de cavitação hidrodinâmica, que apresenta melhor desempenho e possibilidade de aplicação em grandes escalas. A inovação que esta tecnologia traz é o uso de cavitação hidrodinâmica no pré-tratamento de lignocelulósicos, seja em processos em batelada ou em modo processo contínuo. Assim, permite trabalhar com entrada e saída constante de material, pré-tratando a biomassa que será utilizada em processos biotecnológicos. A mesma tecnologia pode ser aplicada para outros processos que requeiram intensificação de reações, misturas e trabalho com diferentes tamanhos de partícula.
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APLICAÇÕES E PÚBLICO ALVO
Esta tecnologia consiste em um sistema de cavitação hidrodinâmica operado em modo contínuo; assim, visa ao pré-tratamento em larga escala de biomassa de interesse industrial. Pode ser utilizada na produção de etanol, biogás, biopolímeros, biopigmentos e outros compostos de interesse, nas áreas de Alimento, Agropecuária, Energia e Saúde.
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Figuras: (1) Fotografia do sistema de cavitação hidrodinâmica desenvolvido para pré-tratamento contínuo de biomassa lignocelulósica.
(2) Descrição esquemática do sistema de cavitação hidrodinâmica para pré-tratamento contínuo de biomassa lignocelulósica
ESTÁGIO DE DESENVOLVIMENTO
Área: Área: Agropecuária; Alimentos; Energia Polo Lorena
e Saúde e Cuidados (Humanos e Animais); 0048/2019 marcopereira@usp.br
Escola de Engenharia de Lorena– USP www.patentes.usp.br
APOIO E FOMENTO: Fundação de Amparo à Pesquisa
do Estado de São Paulo (FAPESP). n°: 2016/23758-4;
2017/11086-4; 2016/10636-8; 2017/11086-4. “As opiniões,
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