Processos de Pré-tratamento e Fracionamento da Biomassa

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos de Química e Morfologia da Biomassa Vegetal.

Métodos de Ensino

Aulas T de 2h/semana. São suportadas por material de apoio. Realização de um trabalho de síntese sobre a utilização de uma determinada fonte de biomassa, onde o estudante deverá identificar os processos de pré-tratamentos e fracionamento adequados para uma aplicação seleccionada. O trabalho é elaborado por grupos de até 2 estudantes, sendo apresentado oralmente, acompanhado de discussão.

Nas aulas PL são realizados trabalhos de demonstração que dão origem a um pequeno relatório a ser elaborado pelos estudantes. 

Resultados de Aprendizagem

Sendo o domínio dos processos de tratamento e separação fundamental para a utilização eficiente da biomassa (para a produção de biocombustíveis ou de outros bioprodutos) é necessário:

Reconhecer o pré-tratamento como a primeira etapa determinante para a conversão da biomassa;

Conhecer os vários métodos possíveis de pré-tratamento, vantagens e desvantagens, e suas gamas de aplicação;

Reconhecer que a selecção da(s) técnica(s) de pré-tratamento depende da fonte de biomassa, dos processos de fracionamento, da conversão tecnológica e dos produtos que se pretende obter;

Conhecer diferentes processos de fracionamento, vantagens e desvantagens; 

Ter capacidade de identificar e/ou decidir qual o caminho a seguir para o desenvolvimento de técnicas de pré-tratamento e/ou fracionamento de biomassa no seu percurso profissional/investigação.

A nível pessoal permite também desenvolver capacidades de aprendizagem autónoma, de investigação e de comunicação.

Estágio(s)

Não

Programa

 - Introdução: técnicas de tratamento e fracionamento em função do tipo de biomassa, da plataforma de transformação (bioquímica e termoquímica) e das aplicações finais

- Processos físicos: desintegração mecânica, ultrasons, extrusão, irradiação

- Processos físico-químicos: hidrotérmico, explosão a vapor simples ou na presença de ácido, SO₂, amoníaco ou CO₂  

- Processos químicos: extracção alcalina, com solventes, água quente e com solventes alternativos ou pressurizados; hidrólise ácida; processos kraft, sulfito, organosolv; oxidação a húmido e alcalina; ozonólise

- Processos biológicos: com enzimas, fungos, microorganismos

- Breve referência aos processos termoquímicos

- Destoxificação dos hidrolisados obtidos por hidrólise química e enzimática para posterior utilização em meios fermentativos

- Efeitos dos métodos de tratamento da biomassa e estado do seu desenvolvimento; factores que afectam a eficiência dos processos de fracionamento da biomassa. 

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo: 20.0%
Trabalho de síntese: 80.0%

Bibliografia

  - S.Yang, H.El-Ensashy, N.Thongchul (Eds.). Bioprocessing Technologies in Biorefinery for Sustainable Production of Fuels, Chemicals, and Polymers. 2013, Wiley Press. ISBN 978-0-470-54195-1
- P.R. Stuart, M.M.El Halwagi, Integrated Biorefineries: Design, Analysis and optimization, CRC Press, 2012, ISBN 9781439803462
- Pretreatment Techniques for Biofuels and Biorefineries, Zhen Fang (Ed.) Springer, 2012
- Biorefineries – Industrial Processes and products, birgit Kamm, Patrick R. Gruber, Michael Kamm (eds) vol1; vol2; Wiley, 2006
- IEA Bioenergy, Task 42 – Biorefining, René van Ree, Alniek van Zeeland (eds), Wageningen, 2014
- A. Hornung. Transformation of Biomass: Theory to Practice. 2014, Wiley. ISBN: 978-1-119-97327-0
- Capítulos de livros ou artigos de revisão sobre os temas propostas para o trabalho de síntese / - Book chapters or survey papers on the topics proposed for the synthesis work.