Fragmentação e hidrodesoxigenação dos resíduos de canade-açúcar via processo Organosolv catalítico para a produção de bio-óleo
| Ano de defesa: | 2019 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química UFRJ |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://hdl.handle.net/11422/13583 |
Resumo: | This work studied the delignification of sugarcane bagasse via catalytic Organosolv treatment using isopropanol as solvent and in situ hydrogen donor in the presence of commercial Ni-Raney catalyst and bulk Mo2C and supported in activated carbon (AC) or γ-Al2O3. These reactions were repeated to evaluate the treatment of bagasse and straw by adding H2 ex situ and in the presence of the Mo2C/AC catalyst. For reactions without H2 ex situ, the degree of delignification, the composition of the bio-oil and the solid residues depended on the type of catalyst. The reaction with bulk Mo2C exhibited the highest delignification degree (80 %). The Ni-Raney catalyst acted on hemicellulose-derived structures to form large amounts of acids, alcohols and furan derivatives. However, Mo2C type catalysts were more selective to lignin derived products, promoting the formation of benzene aromatics (~340 µg mgbiooil-1 reaction with Mo2C/AC). Enzymatic hydrolysis of post-reaction residues was also evaluated. Better yield and glucose concentration were obtained with the pretreated solid residue from carbide-based catalyst treatments. Mo2C/AC catalyst showed the highest yields and glucose concentrations (67 % and 13.7 g L-1, respectively). H2 ex situ reactions favored delignification and retention of carbohydrates in the solid phase. The detection of hydrocarbons was not considerable. However, Mo2C/AC is a promising catalyst for the recovery of different biomass fractions in a biorefinery. |
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Fragmentação e hidrodesoxigenação dos resíduos de canade-açúcar via processo Organosolv catalítico para a produção de bio-óleoFragmentation and hydrodesoxygenation of sugarcane residues via catalytic Organosolv process to bio-oil productionFragmentação da biomassa lignocelulósicaCarbetosHidrodesoxigenaçãoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAThis work studied the delignification of sugarcane bagasse via catalytic Organosolv treatment using isopropanol as solvent and in situ hydrogen donor in the presence of commercial Ni-Raney catalyst and bulk Mo2C and supported in activated carbon (AC) or γ-Al2O3. These reactions were repeated to evaluate the treatment of bagasse and straw by adding H2 ex situ and in the presence of the Mo2C/AC catalyst. For reactions without H2 ex situ, the degree of delignification, the composition of the bio-oil and the solid residues depended on the type of catalyst. The reaction with bulk Mo2C exhibited the highest delignification degree (80 %). The Ni-Raney catalyst acted on hemicellulose-derived structures to form large amounts of acids, alcohols and furan derivatives. However, Mo2C type catalysts were more selective to lignin derived products, promoting the formation of benzene aromatics (~340 µg mgbiooil-1 reaction with Mo2C/AC). Enzymatic hydrolysis of post-reaction residues was also evaluated. Better yield and glucose concentration were obtained with the pretreated solid residue from carbide-based catalyst treatments. Mo2C/AC catalyst showed the highest yields and glucose concentrations (67 % and 13.7 g L-1, respectively). H2 ex situ reactions favored delignification and retention of carbohydrates in the solid phase. The detection of hydrocarbons was not considerable. However, Mo2C/AC is a promising catalyst for the recovery of different biomass fractions in a biorefinery.Este trabalho estudou a produção de bio-óleo do bagaço de cana-de-açúcar via tratamento Organosolv catalítico usando isopropanol como solvente e doador in situ de hidrogênio na presença do catalisador comercial Ni-Raney e catalisador Mo2C mássico e suportados em carvão ativado (AC) ou γ-Al2O3. Estas reações foram repetidas para avaliar o tratamento do bagaço e palha adicionando H2 ex situ e na presença do catalisador Mo2C/AC. Nas reações sem H2 ex situ, a reação com Mo2C mássico exibiu o maior grau de deslignificação (80 %). O catalisador Ni-Raney atuou em estruturas derivadas da hemicelulose para formar grandes quantidades de ácidos, álcoois, e derivados furânicos. No entanto, os catalisadores do tipo Mo2C, foram mais seletivos aos produtos derivados da lignina, promovendo a formação de compostos aromáticos benzênicos (~340 µg mgbio-óleo-1 da reação com Mo2C/AC). A hidrólise enzimática dos resíduos pós-reação também foi avaliada. Melhor rendimento e concentração de glicose foram obtidos com o resíduo sólido pré-tratado a partir de tratamentos com catalisadores à base de carbeto. O catalisador Mo2C/AC apresentou os maiores rendimentos e concentrações de glicose (67 % e 13,7 g L-1, respectivamente). Nas reações com H2 ex situ, foram favorecidas a deslignificação e retenção de carboidratos na fase sólida. A detecção de hidrocarbonetos não foi considerável. Todavia, Mo2C/AC é um catalisador promissor para a valorização de diferentes frações de biomassa em uma biorrefinaria.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRJToniolo, Fábio Souzahttp://lattes.cnpq.br/4183846294730007http://lattes.cnpq.br/2004464849514751Noronha, Fábio Bellothttp://lattes.cnpq.br/4325989861878031Azevedo, Débora de Almeidahttp://lattes.cnpq.br/5767899024347177Henriques, Cristiane AssumpçãoSilva, Ayla Sant’Ana daFraga, Marco AndréSilva, Raquel Vieira Santana daWurzler, Gleicielle Tozzi2021-01-29T14:03:54Z2023-12-21T03:07:23Z2019-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://hdl.handle.net/11422/13583porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2023-12-21T03:07:23Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/13583Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2023-12-21T03:07:23Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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