Produção de bioetanol a partir de polpa de alfarroba: destoxificação de polifenóis por fotocatálise

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Reis, Bruno Miguel Murta
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/10257
Resumo: Tese de mestrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013
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spelling Produção de bioetanol a partir de polpa de alfarroba: destoxificação de polifenóis por fotocatálisePolpa de alfarrobaBioetanolPolifenóisFotocatáliseHidrólise enzimáticaTeses de mestrado - 2013Tese de mestrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013O aumento das necessidades energéticas a nível mundial e o elevado consumo de combustíveis fósseis tem levado à procura de fontes de energia renováveis, surgindo assim os biocombustíveis (e.g. bioetanol) como uma possível alternativa aos combustíveis fosseis. Nesta perspetiva, a polpa de alfarroba surge como um resíduo endógeno adequado à produção de bioetanol por conter uma elevada concentração de açúcares solúveis (40-50% peso seco (p.s.)), além de uma fração lenhocelulósica (aproximadamente 20% p.s.) que poderá ainda ser fermentada após hidrólise. No entanto, trabalhos recentemente realizados no LNEG mostraram que os baixos rendimentos obtidos na hidrólise enzimática da polpa de alfarroba podiam resultar do alto conteúdo em polifenóis na polpa. Assim, a finalidade do presente trabalho foi aplicar um método de destoxificação, designado de fotocatálise, à polpa de alfarroba para remover os polifenóis e avaliar o impacto deste processo no posterior rendimento da hidrólise enzimática. A polpa de alfarroba foi primeiramente caracterizada e processada de modo a se obterem três subprodutos diferentes: polpa de alfarroba inteira (PAI), xarope de alfarroba e polpa de alfarroba extratada (PAE). A PAE e os respetivos xaropes foram obtidos após extração dos açúcares solúveis da PAI por contacto direto com água, usando uma razão sólido:líquido de 1:3 e duas temperaturas de extração, 25 e 50ºC. Em seguida, aplicou-se o método fotocatalítico a cada um dos subprodutos mencionados. Os resultados mostraram que a fotocatálise removeu totalmente os polifenóis presentes nos xaropes (236,4 e 488,4 mg EAG/l). Contrariamente, na PAE a aplicação da fotocatálise levou a um aumento significativo dos polifenóis solúveis que foi de 6,30 mg EAG/g (p.s. PAE) para 20,64 mg EAG/g (p.s. PAE) na polpa extraída a 25ºC. No entanto, quer na PAE quer nos xaropes de alfarroba a cor castanho-alaranjada característica dos polifenóis corados existentes na polpa de alfarroba desapareceu após aplicação da fotocatálise. Por fim, aplicou-se a hidrólise enzimática à PAE tratada e não tratada por fotocatálise, tendo os resultados mostrado um aumento no rendimento da hidrólise de 22% para 38%.The worldwide increasing demand for energy has been leading to the exhaustion of fossil fuels reserves. This situation is pushing the search for alternative renewable energies, such as biofuels that can be directly used in the transportation sector. Carob pulp, which is an endogenous biomass waste that contains high levels of readily fermentable sugars (40-50% w/dw) and also a lignocellulosic fraction (ca 20% w/dw) that can be further fermented after being hydrolyzed, arises as a very suitable feedstock for bioethanol production. However, in a recent work carried out at LNEG, results suggested that the low yields obtained in the enzymatic hydrolysis of the lignocellulosic fraction of carob pulp were due to its high polyphenolic content. Thus, the aim of the present work was to apply a photocatalytic method to carob pulp to degrade its polyphenols and to evaluate the impact of this treatment on the yield of the enzymatic hydrolysis process. Carob pulp was first characterized for its composition and then the material was processed into three products: whole carob pulp (WCP), carob syrup and extracted carob pulp (ECP). ECP and carob syrups were obtained by extraction of the WCP soluble sugars by direct contact with water, using a solids: liquid ratio of 1:3 and temperatures of 25 and 50 ºC, respectively. Results showed that carob syrups extracted at 25ºC and at 50ºC contained 236.4 and 488.4 mg GAE/l, respectively, while the ECP at 25ºC and 50ºC contained 6.30 and 7.37 mg GAE/g (d.w. of ECP), respectively. Detoxification of carob syrups by photocatalysis showed that the soluble polyphenols were successfully removed, while in the ECP at 25ºC the polyphenolic content increased from 6.30 to 20.64 mg GAE/g (d.w. of ECP). Nevertheless, both substrates (ECP and carob syrup) lost their intense orange-brown color, which is believed to correspond to colored polyphenols, after photocatalysis. Finally, enzymatic hydrolysis was applied to ECP treated and not-treated by photocatalysis and results showed a significant increase on the yield of the process (from 22% to 38%).Albergaria, Maria Helena Whytton da Terra Soares deJustino, Ana Cristina Ramos de OliveiraRepositório da Universidade de LisboaReis, Bruno Miguel Murta2014-01-22T17:00:37Z20132013-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/10257TID:201290227porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T15:55:27Zoai:repositorio.ul.pt:10451/10257Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:34:16.068277Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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