INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Workshop Unidade EMBRAPII INT Financiamento para pesquisa, desenvolvimento e inovação Instituto Nacional.

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1 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Workshop Unidade EMBRAPII INT Financiamento para pesquisa, desenvolvimento e inovação Instituto Nacional de Tecnologia Divisão de Catálise e Processos Químicos Alexandre Barros Gaspar Belo Horizonte 30 de junho de 2016

2 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Aspectos Gerais CatáliseBiocatálise CatáliseCombinatorial Divisão de Catálise e Processos Químicos (DCAP)

3 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Combustíveis sintéticos a partir de biomassa, gás natural, CO 2 (bio-óleo, biocombustível de aviação) Combustíveis alternativos / verdes (biocombustível de aviação, glicerol para etanol) Produção de hidrogênio a partir de insumos renováveis (etanol, glicerol, bio-óleo) para células a combustível Produtos químicos verdes de energias renováveis (etanol 2G, açúcares C5 / C6, glicerol)  Conversão catalítica de matérias-primas renováveis e fósseis para a geração de energia e produtos químicos Laboratório de Catálise - LACAT Aspectos Gerais - DCAP

4 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Laboratório de Catálise Combinatorial - LACCO  Conversão catalítica de matérias-primas renováveis e fósseis para a geração de energia e produtos químicos Síntese rápida de um grande número de catalisadores - biblioteca de catalisadores. Obtenção rápida de dados e identificação de melhor composição. Design of Experiments (DOE) e operação de alto rendimento. Aspectos Gerais - DCAP

5 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br  Conversão enzimática de substratos renováveis para produtos químicos;  Bioprocessamento de resíduos agroindustriais para a geração de energia e produtos químicos;  Utilização de microrganismos ou enzimas como biocatalisadores sobre reações hidrolíticas e oxidativas. Laboratório de Biocatálise - LABIC Aspectos Gerais - DCAP

6 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br 9 Pesquisadores (DSc em Catálise ou Bioquímica)* 08 Post-docs 04 MSc em Química 03 Químicos 02 Engenheiros Químicos 01 Biólogo 04 Técnicos em Química 19 Estudantes DSc 11 Estudantes MSc 18 Estudantes graduandos 03 Assistentes administrativos A Equipe * Sendo 5 bolsistas de produtividade do CNPq Aspectos Gerais - DCAP

7 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br  Desenvolvimento de novos catalisadores e processos inovadores.  Melhoria e atualização de processos comerciais.  Coleta e análise de informações técnicas para apoiar os parceiros industriais no processo de tomada de decisão. Desenvolvimento tecnológico para os setores de energia e produtos químicos através de atividades avançadas de P&D&I. Atividades em P&D&I Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

8 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Parceiros industriais Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

9 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Atividades em P&D&I  Engenharia e arquitetura de catalisadores nanoestruturados.  Reatores catalíticos estruturados avançados (membranas, monólitos, placas).  Produção de hidrogênio a partir de matérias-primas renováveis (etanol, glicerol, bio-óleo) através de rotas catalíticos e bioquímicos (bio-hidrogênio).  Combustíveis verdes alternativos (etanol 2G, biocombustível de aviação).  Combustíveis sintéticos / químicos a partir de gás natural e CO 2.  Conversão de biomassa lignocelulósica a produtos químicos e combustíveis.  Produtos químicos de alcoóis (etanol, glicerol).  Oxidação dos hidrocarbonetos para produtos químicos.  Hidrogenação de aromáticos a intermediários químicos. Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

10 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Atividades em P&D&I Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia carbonization Catalysts Supports Adsorbents

11 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br  Matéria-prima renovável  Grande disponibilidade  Subprodutos de atividades industriais e econômicas fundamentais  Variedade de fontes (palha de milho, palha de trigo, palha de arroz e casca de arroz, agroindústria da cana - Brasil) Conversão de biomassa lignocelulósica para combustíveis e produtos químicos Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

12 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia Processamento de biomassa lignocelulósica carbonization Catalysts Supports Adsorbents

13 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br BiomassPretreatmentHydrolysis Fermentation Enzyme production Yeast Ethanol Distilation Residues Lignin SSF: sacarificação e fermentação simultâneas Pré-tratamento; Hidrólise; Caracterização química e estrutural de biomassa. Etanol 2G

14 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br  Resíduos provenientes de indústrias de papel e cítricos biocombustíveis de aviação Eucaliptus Citrus (terpenes and terpenoids) Tecnologias patenteadas PI 1000885-3 PI 1003516-8 US 2013/0131407 A1 WO 2012/012855 A1 WO 2012/012856 A1 Combustíveis verdes alternativos - combustível de aviação Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

15 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Processamento de biomassa lignocelulósica carbonization Catalysts Supports Adsorbents Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

16 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia Produção de hidrogênio a partir de matérias-primas renováveis Fuel cell Storage Fuel processor Grid Tecnologias patenteadas PI 0604210-4 PI 0703296-0 PI 0701084-2 PI 0905970-9 BR 10 2012 033511 5 Catálise heterogêneaBio catálise Substrate Biogas Effluent BIOH 2 POME – efluente óleo de palma Glycerin Castanha de cajú Coco Suco do sisal Resíduos do etanol 1G e 2G Glicerina

17 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia Processamento de biomassa lignocelulósica carbonization Catalysts Supports Adsorbents

18 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Produtos químicos verdes – químicos do etanol Tecnologias patenteadas PI 8504666-3 PI 8901776-5 PI 9002393-7 PI 9104562-2 PI 0701519-4 PI 1106803-5 PI 1106911-2 Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

19 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Produtos químicos verdes – químicos do glicerol Glycerol1,2-PDO Lactic acid H2H2 OH HO 1,3-PDO OH 2-propanol OH HO Ethylene glycol HO 1-propanol CH 3 OH HO + EthanolMethanol Tecnologias patenteadas PI 1004306-3 EP 2 610 238 A1 WO 2013023257 A8 BR 10 2012 0273390 Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

20 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia Processamento de biomassa lignocelulósica carbonization Catalysts Supports Adsorbents

21 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Lignocellulosic biomass Fonte: http://dynamotive.com/technology/ Up-graded bio-oil + H 2 + H 2 + H 2 O Catalyst Processamento de biomassa lignocelulósica - Pirólise Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

22 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br H 2, CO, CO 2 CH 4, Tar, steam BIOMASS Air Gasifier Fuel cell Processamento de biomassa lignocelulósica - Gaseificação Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

23 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Processamento de biomassa lignocelulósica carbonization Catalysts Supports Adsorbents Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

24 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Biocombustíveis Aditivos de biocombustíveis Biocombustíveis Aditivos de biocombustíveis glucose mannose xylose arabinose Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia Composição química e conversão da hemicelulose

25 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br multifunctional catalyst metal catalyst acid catalyst  Reação em cascata num único reator sistemas catalíticos duais  Reações em uma etapa catalisadores multifuncionais Tecnologias patenteadas BR 10 2013 025328 6 BR 10 2013 025330 8 020110021842 Conversão catalítica de açúcares derivados de hemicelulose - intensificação de processos Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

26 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Processamento de biomassa lignocelulósica carbonization Catalysts Supports Adsorbents Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

27 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Sugar cane Mechanochemical activation Residues: Bagasse and Straw Activated Carbon as catalyst (carrier); Removing, recovering, separating and modifying a variety of species in liquid- and gas-phase applications. Processamento de biomassa lignocelulósica – Carvão ativado Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

28 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia Aumento de seletividade para o cicloexeno com catalisadores de rutênio cat X BenzeneCyclohexene Cyclohexanol Cyclohexanone Adipic acid Busca de catalisadores heterogêneos e substituição do agente oxidante (HNO 3 ) Benzeno - Ácido adípico - Nylon

29 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Cooperação nacional UFBA UFU, UFJF UFRJ, UFF, UERJ, UFRRJ, IME, PUC, CEPEL, CETEM, FIOCRUZ, EMBRAPA UNICAMP, UFSCar, UNIFESP, Ipen UEM Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

30 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Cooperação internacional Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia

31 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia Apoio governamental

32 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia Infraestrutura - Equipamentos  Analisador de superfície específica.   Analisadores termoprogramáveis (TPR, TPO, TPD) e de superfície metálica.  Analisador termogravimétrico (TGA/DTA/DSC) simultâneo acoplado a espectrômetros de massas.

33 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia  Analisadores de composição (ICP-OES, TOC, CHNS) Infraestrutura - Equipamentos

34 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Automotiva | Plásticos & Borrachas | Petróleo & Biocombustíveis | Energia  18 Sistemas para avaliação de desempenho de catalisadores em fluxo contínuo (Patm e 1000 0 C).  2 Sistemas para avaliação de desempenho de catalisadores em batelada (até 50bar e 300 0 C).  8 Sistemas para avaliação de desempenho de catalisadores em fluxo contínuo (até 50bar e 1000 0 C).  Difratômetro de raios-X com câmara para análise in situ, Analisador de composição química (FRX) e Analisador de superfície específica para várias amostras em sequência.  Sistema robotizado de preparação de catalisadores (até 16 em paralelo). Infraestrutura - Equipamentos

35 INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA | www.int.gov.br Obrigado. alexandre.gaspar@int.gov.br Divisão de Catálise e Processos Químicos Workshop Unidade EMBRAPII INT