Estudo do pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar com ácido acético diluído em sistema pressurizado

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Oliveira, Carlos Alberto Petersen de
• Orientador(a): Soares, Ricardo Reis
• Banca de defesa: Pasquini, Daniel , Souza, Patterson Patrício de
• 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: Biocombustíveis; Bagaço de cana; Ácido acético; Bagaço de cana-de-açúcar; Pré-tratamento pressurizado; Planejamento experimental; Sugarcane bagasse; Acetic acid; Pressurized pretreatment; Experimental design
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18161; http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.636

O bagaço de cana-de-açúcar representa uma importante fonte de materiais lignocelulósicos que podem ser convertidos, a partir de pré-tratamentos, em compostos com alto valor agregado, utilizados pelas indústrias de materiais, papel e celulose, cosmética, farmacêutica e de energia. Neste estudo, o bagaço de cana-deaçúcar (SCB) foi pré-tratado com ácido acético em reator batelada pressurizado. Inicialmente, foi realizado um estudo comparativo para avaliar os efeitos do uso da pressão sobre o pré-tratamento do bagaço de cana. Após esta etapa, um planejamento experimental avaliou os efeitos de tempo (15-100 min), temperatura (100-180ºC), razão sólido-líquido (1:250 -1:62,5) e concentração de ácido acético (1- 5 % v/v) sobre a perda de massa e a recuperação de açúcares e de produtos de degradação. O bagaço de cana pré-tratado foi caracterizado através das análises elementar, termogravimétrica, difração de raios-X, calorimetria exploratória diferencial, análise de superfície e de poder calorífico. Os hidrolisados foram analisados por cromatografia líquida para quantificação dos principais açúcares e produtos de degradação formados. O efeito da concentração de ácido acético e da razão sólidolíquido não apresentaram significância estatística, porém os efeitos do tempo e principalmente da temperatura, foram relevantes para a perda de massa, recuperação de açúcares e formação de produtos de degradação. A análise da superfície de resposta revelou que os maiores percentuais de perda de massa e recuperação de xilose, foram obtidos nas condições de 176 °C / 104 min (SCB1) e 155 °C / 62 min (SCB2), respectivamente. O uso de condições mais severas mostrou maior eficiência na deslignificação e recuperação de moléculas comercialmente relevantes, enquanto que condições mais brandas promoveram maior hidrólise e recuperação de açúcares. Ambos pré-tratamentos influenciaram a cristalinidade e o poder calorífico dos resíduos sólidos, e também sua estabilidade térmica e área superficial. A remoção de compostos oxigenados derivados das hemiceluloses e da lignina, também foram observadas. A análise dos hidrolisados revelou a formação de produtos com importante interesse comercial, como o furfural, hidroximetilfurfural, os ácidos lático, levulínico, glicólico e fórmico, além dos açúcares como xilose, arabinose e glicose. A partir dos resultados obtidos, observou-se a possibilidade de aplicação do método proposto em biorrefinarias, criando uma alternativa para o reaproveitamento desta biomassa pelas indústrias sucroalcooleiras.