Pesquisa desenvolve alternativas para a produção de etanol e xilitol

Imagem: Ganhadora Carina Aline Prado (Arquivo pessoal)

Com a tese ‘Estudo de novas alternativas tecnológicas para biorrefinarias de bagaço de cana-de-açúcar: pré-tratamento oxidativo assistido por cavitação hidrodinâmica e processos de hidrólise e fermentação sequenciais e simultâneos’, Carina Aline Prado venceu o Prêmio CAPES de Tese 2024 na área da Biotecnologia. O estudo buscou novas alternativas tecnológicas para a produção de etanol e xilitol (um adoçante natural, extraído de fibras de plantas) a partir de bagaço de cana-de-açúcar. O foco foi no pré-tratamento oxidativo assistido por cavitação hidrodinâmica e processos de hidrólise e fermentação sequenciais e simultâneos. A pesquisa pode favorecer o desenvolvimento de novos processos sustentáveis aplicados à indústria para obtenção dos dois produtos.

Fale da sua trajetória acadêmica, da graduação ao doutorado.
Tudo começou em 2007, quando fazia ensino médio e me preparava para entrar em uma faculdade, nesse momento não passei em uma universidade federal, mas em 2009 além de passar na Universidade de São Paulo (USP) passei em outras 4 instituições federais.

Em 2009, comecei a cursar Engenharia Química na Escola de Engenharia de Lorena (EEL-USP), em Lorena/SP. Nessa etapa, realizei três iniciações científicas, e fiz estágio em uma indústria multinacional.

No ano de 2016, passei em primeiro lugar no Mestrado em Engenharia Química na EEL-USP, no Departamento de Engenharia Química. Nessa fase, trabalhava na área ambiental tratando efluente farmacêutico, após um ano de resultados ruins consegui com meu orientador desenvolver uma nova metodologia e depositar três patentes junto ao Instituto Nacional de Propriedade Intelectual (INPI).

Em 2018, finalizei o mestrado e em maio, do mesmo ano, entrei no doutorado, porém no programa de Biotecnologia, com a mudança da minha área de pesquisa para produção de bioprodutos e pré-tratamento de bagaço de cana de açúcar, para produção de etanol 2G. Nesse momento, sob orientação do Prof Dr. Júlio César dos Santos da EEL-USP, tive a oportunidade de lecionar em um curso no México, na Universidad de Coahuila, e desenvolver mais uma patente do Reator de Cavitação Hidrodinâmica e contribuir com a publicação de 14 artigos em periódicos internacionais, 10 capítulos de livro e participação em 26 congressos. Além disso, fiz parceria com a Dinamarca onde uma aluna de iniciação fez intercâmbio na Technical University of Denmark, em Copenhague, onde ganhei mais dois prêmios no Departamento de Biotecnologia por artigo publicado de maior fator de impacto em 2023 e 2024.

No final do doutorado comecei a lecionar no Centro Universitário UFBRA, na cidade de São José dos Campos/SP. Atualmente, faço pós-doutorado no Departamento de Biotecnologia da EEL-USP, e trabalho em uma parceria com a Universidade de Viçosa.

Sobre o que é a sua pesquisa? Explique de forma mais detalhada o conteúdo da sua tese.
Minha tese foi sobre ‘Estudo de novas alternativas tecnológicas para produção de etanol e xilitol a partir de bagaço de cana-de-açúcar: pré-tratamento oxidativo assistido por cavitação hidrodinâmica e processos de hidrólise e fermentação sequenciais e simultâneos’. Nesse tema, trabalhei com pré-tratamento de bagaço de cana-de-açúcar com intuito de diminuir a recalcitrância desse material para produção de etanol 2G. Para isso, usei uma técnica inovadora, empregando pré-tratamento assistido por Cavitação Hidrodinâmica, um processo pouco estudado no mundo, sendo que, no Brasil, só há esta linha de pesquisa no LBBSIm da EEL-USP. Esse fenômeno é vantajoso por resultar no uso de condições amenas de processo, como temperatura de 60ºC e 10 min. Foi adicionado a esse processo o ozônio e o peróxido para auxiliarem como agentes oxidantes. Nessa etapa, o intuito é aumentar a digestibilidade enzimática do bagaço para que, na etapa de hidrólise, os açúcares monoméricos sejam liberados para que, na fermentação, eles sejam consumidos e cada microrganismo produza o produto de interesse, como o xilitol e o etanol. Nas etapas de hidrólise e fermentação, foram utilizados dois modos distintos de processo: em simultâneo e sequencial. O simultâneo usa um processo SSCF (sacarificação e cofermentação em simultâneo) em uma conformação nova, que são os reatores acoplados, sendo um reator para a fermentação e outro para a etapa de sacarificação. No final do projeto foram publicados três artigos em periódicos internacionais referentes ao trabalho, o que trouxe maior visibilidade ao processo.

O que vale destacar de mais relevante na sua pesquisa?
O uso da cavitação hidrodinâmica como um método inovador de pré-tratamento que, junto com os agentes oxidantes, resultou no uso de condições amenas de temperatura, pressão e tempo. Outra novidade inclui o processo sequencial e simultâneo de fermentação para produção de xilitol e etanol.

De que forma a sua pesquisa pode contribuir para a sociedade?
Pode favorecer o desenvolvimento de novos processos sustentáveis aplicados à indústria para obtenção de biocombustível e xilitol, este com diversas aplicações nas áreas alimentícia, odontológica e química.

Qual a importância para você de sua tese ter sido escolhida a melhor na área?br />É muito gratificante para mim poder contribuir para a pesquisa no país e saber que minha contribuição foi significativa. É uma grande felicidade e traz uma enorme satisfação profissional. Vejo que esse reconhecimento mostra o quanto a ciência é importante para o nosso país.

Foi bolsista da CAPES? Se sim, de que forma a bolsa contribui para sua formação? 
Fui bolsista CAPES durante o doutorado. Essa bolsa foi muito importante para minha formação profissional. Contribuiu para poder realizar um projeto que resultou em aprendizado em áreas de grande interesse mundial atual, ligadas à sustentabilidade.  Pude desenvolver várias habilidades durante esse período e me preparar para a vida profissional de forma diferenciada.

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) é um órgão vinculado ao Ministério da Educação (MEC).
(Brasília – Redação CGCOM/CAPES)
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