Pré-tratamento organossolve do bagaço da cana-de-açúcar com glicerina bruta para obtenção de açúcares fermentescíveis

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Santos, Renata Vidal dos
• Orientador(a): Pasquini, Daniel , Gurgel, Leandro Vinícius Alves
• Banca de defesa: Otaguro, Harumi, Silva, Adilson Candido, Pasquini, Daniel
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Biocombustíveis
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Bagaço de cana-de-açúcar; Biocombustíveis; Pré-tratamento; Bagaço de cana; Glicerol-Bruto; Biomassa; Sugarcane bagasse; Pre-treatment; Crude glycerol
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/24678; http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.307

Em decorrência da diminuição da dependência de combustíveis fósseis, a biomassa lignocelulósica é uma das principais alternativas para diversificação da matriz energética mundial. Dentre as biomassas, o bagaço da cana-de-açúcar tem se tornado atraente em virtude do cenário cada vez mais crescente de produção de cana-de-açúcar e do seu potencial de ser convertido em açúcares fermentescíveis para a produção de etanol de segunda geração (2G). Neste trabalho, avaliou-se o pré-tratamento organossolve com glicerol bruto, como solvente de deslignificação do bagaço de cana e a obtenção de açúcares fermentescíveis por hidrólise enzimática, visando a produção de etanol de 2G. As condições experimentais foram definidas por um planejamento experimental do tipo Doehlert (23), com três variáveis independentes: temperatura (°C), tempo (min) e razão sólido-líquido (RSL) (mL/g). No total 15 experimentos foram realizados, sendo três repetições do ponto central. As reações de pré-tratamento foram realizadas utilizando como solvente uma mistura de água-glicerol bruto na proporção de 80:20 (80 mL glicerol/ 20mL de água), em um reator tubular (tipo autoclave) de aço inox sob diferentes temperaturas (150, 160, 170, 180, 190, 200 e 210°C), tempo (30, 60, 90, 120 e 150 min) e razão sólido-líquida (6, 8 e 10). A eficiência do pré-tratamento foi avaliada através de caracterização morfológica e química da fração sólida obtida, hidrólise enzimática pela quantificação de açúcares redutores totais (ART), além da quantificação de açúcares fermentescíveis como a xilose e a glicose via Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). A fração sólida foi caracterizada quanto ao rendimento final após pré-tratamento e em relação ao teor de deslignificação, remoção de hemiceluloses e obtenção de celulose. A melhor condição de deslignificação 210°C/60 min/8 (mL/g) foi para a amostra 9 que teve 79,02 % de deslignificação e concentração de glicose de 59,49 g/L. A condição de pré-tratamento que obteve o maior percentual de celulose, 82,49%, foi para a amostra 1, pré-tratada nas seguintes condições:180°C/150 min/8 (mL/g), sendo essa, a amostra que alcançou a maior conversão enzimática, 412,35 (mg/mL) de açúcares redutores totais (ART), com a utilização de carga de enzimas relativamente baixa 10FPU/g de celulose. Outras amostras pré-tratadas em condições diferentes estabelecidas no planejamento também alcançaram conversão satisfatória de açúcares redutores totais. Quando analisado os açúcares fermentescíveis como a glicose, a amostras 9 e 10 foram as que apresentaram melhores concentrações de glicose correspondendo as 59,49 g/L e 59,75g/L respectivamente. De modo geral, o pré-tratamento organossolve com glicerol bruto favoreceu a hidrólise enzimática do substrato pré-tratado, as análises de MEV e Raio-x (DRX) mostraram que o pré-tratamento removeu lignina e hemiceluloses da fibra vegetal do bagaço de cana, abrindo a estrutura altamente recalcitrante da biomassa.