Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bragato, Gabriela Almeida
Data de Publicação: 2021
Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/4970703430266500
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
Texto Completo: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8607
Resumo: Novas mudanças na indústria vêm sendo estudadas a fim de acomodar a introdução de novos materiais e processos de fabricação que atendam às novas demandas econômicas e ambientais. A utilização de materiais lignocelulósicas torna-se uma opção atrativa para as indústrias que buscam um desenvolvimento sustentável, uma vez que são fontes renováveis, biodegradáveis e de baixo custo. Converter biomassas lignocelulósicas em componentes químicos de interesse e, a partir deles gerar novos produtos, vêm sendo foco de muitas pesquisas. Nesse cenário, a presente pesquisa utilizou a casca de coco in natura, submetida ao processo de hidrólise com água subcrítica com a finalidade de obter, a partir da fração líquida hidrolisada, açúcares fermentescíveis e, do resíduo sólido, a celulose e nanocelulose. Para o pré-tratamento por hidrólise subcrítica, as variáveis estudadas foram temperaturas de 200, 230 e 260°C, razão mássica água/sólidos de 10 e 20, pressão de 15 MPa e tempo de reação total de 15 minutos. A temperatura de 260°C e vazão de 20 mL/min foi a que apresentou maior rendimento de açúcares redutores de 4,70 ± 0,64 g/100g de casca de coco. A partir da análise termogravimétrica e a derivada dos termogramas (DTG), foram determinados os teores de celulose, hemicelulose e lignina presentes na amostra in natura e daquelas que foram submetidas ao pré-tratamento, onde foi possível verificar que os sólidos remanescentes ainda possuíram quantidades relevantes de celulose, demostrando a possibilidade de reutilização. Dos resíduos remanescentes do tratamento subcrítico, obteve-se a celulose, através do processo de branqueamento e, os nanocristais de celulose (CNC) por meio da hidrólise ácida. Pode-se concluir, através da espectrofotometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios-X (DRX), o eficiente isolamento da celulose e nanocelulose, que puderam ser obtidas com elevada cristalinidade. Portanto, os resíduos provenientes da casca de coco in natura possuem potencial de reutilização, em uma vasta gama de aplicações, tornando-se uma opção atrativa, promovendo o uso racional dos recursos naturais.
id UFAM_16dd9961eab6686c484ab653067b391b
oai_identifier_str oai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/8607
network_acronym_str UFAM
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
repository_id_str 6592
spelling Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcríticaCoco - IndústriaENGENHARIASHidrólise subcríticaCasca de cocoEstrutura lignocelulósicaCeluloseNanoceluloseNovas mudanças na indústria vêm sendo estudadas a fim de acomodar a introdução de novos materiais e processos de fabricação que atendam às novas demandas econômicas e ambientais. A utilização de materiais lignocelulósicas torna-se uma opção atrativa para as indústrias que buscam um desenvolvimento sustentável, uma vez que são fontes renováveis, biodegradáveis e de baixo custo. Converter biomassas lignocelulósicas em componentes químicos de interesse e, a partir deles gerar novos produtos, vêm sendo foco de muitas pesquisas. Nesse cenário, a presente pesquisa utilizou a casca de coco in natura, submetida ao processo de hidrólise com água subcrítica com a finalidade de obter, a partir da fração líquida hidrolisada, açúcares fermentescíveis e, do resíduo sólido, a celulose e nanocelulose. Para o pré-tratamento por hidrólise subcrítica, as variáveis estudadas foram temperaturas de 200, 230 e 260°C, razão mássica água/sólidos de 10 e 20, pressão de 15 MPa e tempo de reação total de 15 minutos. A temperatura de 260°C e vazão de 20 mL/min foi a que apresentou maior rendimento de açúcares redutores de 4,70 ± 0,64 g/100g de casca de coco. A partir da análise termogravimétrica e a derivada dos termogramas (DTG), foram determinados os teores de celulose, hemicelulose e lignina presentes na amostra in natura e daquelas que foram submetidas ao pré-tratamento, onde foi possível verificar que os sólidos remanescentes ainda possuíram quantidades relevantes de celulose, demostrando a possibilidade de reutilização. Dos resíduos remanescentes do tratamento subcrítico, obteve-se a celulose, através do processo de branqueamento e, os nanocristais de celulose (CNC) por meio da hidrólise ácida. Pode-se concluir, através da espectrofotometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios-X (DRX), o eficiente isolamento da celulose e nanocelulose, que puderam ser obtidas com elevada cristalinidade. Portanto, os resíduos provenientes da casca de coco in natura possuem potencial de reutilização, em uma vasta gama de aplicações, tornando-se uma opção atrativa, promovendo o uso racional dos recursos naturais.New changes in the suppliers industry are being studied in order to insert the introduction of new materials and manufacturing processes that meet new efficiency and environmental demands. The use of lignocellulosic materials becomes an attractive option for industries that seek sustainable development, since they are renewable, biodegradable and low cost sources. Converting lignocellulosic biomass into chemical components of interest and, from them generating new products, have been the focus of many researches. In this scenario, the present research used in natura coconut husk, submitted to the hydrolysis process with subcritical water in order to obtain, from the hydrolyzed liquid fraction, fermentable sugars and, from the solid residue, cellulose and nanocellulose. For the pretreatment by subcritical hydrolysis, the studied variables were temperatures of 200, 230 and 260°C, water/solids mass ratio of 10 and 20, pressure of 15 MPa and total reaction time of 15 minutes. The temperature of 260°C and flow rate of 20 mL/min showed the highest yield of reducing sugars of 4.70 ± 0.64 g/100g of coconut shell. From the thermogravimetric analysis and the derivative of thermograms (DTG), the contents of cellulose, hemicellulose and lignin present in the in natura sample were determined and they were submitted to pre-treatment, where it was possible to verify that the remaining residues still had cellulose, demonstrating a possibility of reuse. From the remaining residues of the subcritical treatment, cellulose was obtained through the bleaching process and the cellulose nanocrystals (CNC) through acid hydrolysis. It can be concluded, through Fourier transform infrared spectrophotometry (FTIR) and X-ray diffraction (DRX), the efficient isolation of cellulose and nanocellulose, which could be obtained with high crystallinity. Therefore, residues from in natura coconut shell have potential for reuse in a wide range of applications, making it an attractive option, promoting the rational use of natural resources.FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do AmazonasUniversidade Federal do AmazonasFaculdade de TecnologiaBrasilUFAMPrograma de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisAndrade, Jean Carlos Silvahttp://lattes.cnpq.br/3330175940424250Giacon, Virginia MansanaresMayer, Flávio DiasBragato, Gabriela Almeidahttp://lattes.cnpq.br/49707034302665002021-12-28T13:52:39Z2021-11-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBRAGATO, Gabriela Almeida. Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica. 202. 87 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2021.https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8607porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAMinstname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)instacron:UFAM2021-12-29T05:03:28Zoai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/8607Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://200.129.163.131:8080/PUBhttp://200.129.163.131:8080/oai/requestddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.bropendoar:65922021-12-29T05:03:28Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)false
dc.title.none.fl_str_mv Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica
title Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica
spellingShingle Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica
Bragato, Gabriela Almeida
Coco - Indústria
ENGENHARIAS
Hidrólise subcrítica
Casca de coco
Estrutura lignocelulósica
Celulose
Nanocelulose
title_short Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica
title_full Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica
title_fullStr Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica
title_full_unstemmed Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica
title_sort Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica
author Bragato, Gabriela Almeida
author_facet Bragato, Gabriela Almeida
http://lattes.cnpq.br/4970703430266500
author_role author
author2 http://lattes.cnpq.br/4970703430266500
author2_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Andrade, Jean Carlos Silva
http://lattes.cnpq.br/3330175940424250
Giacon, Virginia Mansanares
Mayer, Flávio Dias
dc.contributor.author.fl_str_mv Bragato, Gabriela Almeida
http://lattes.cnpq.br/4970703430266500
dc.subject.por.fl_str_mv Coco - Indústria
ENGENHARIAS
Hidrólise subcrítica
Casca de coco
Estrutura lignocelulósica
Celulose
Nanocelulose
topic Coco - Indústria
ENGENHARIAS
Hidrólise subcrítica
Casca de coco
Estrutura lignocelulósica
Celulose
Nanocelulose
description Novas mudanças na indústria vêm sendo estudadas a fim de acomodar a introdução de novos materiais e processos de fabricação que atendam às novas demandas econômicas e ambientais. A utilização de materiais lignocelulósicas torna-se uma opção atrativa para as indústrias que buscam um desenvolvimento sustentável, uma vez que são fontes renováveis, biodegradáveis e de baixo custo. Converter biomassas lignocelulósicas em componentes químicos de interesse e, a partir deles gerar novos produtos, vêm sendo foco de muitas pesquisas. Nesse cenário, a presente pesquisa utilizou a casca de coco in natura, submetida ao processo de hidrólise com água subcrítica com a finalidade de obter, a partir da fração líquida hidrolisada, açúcares fermentescíveis e, do resíduo sólido, a celulose e nanocelulose. Para o pré-tratamento por hidrólise subcrítica, as variáveis estudadas foram temperaturas de 200, 230 e 260°C, razão mássica água/sólidos de 10 e 20, pressão de 15 MPa e tempo de reação total de 15 minutos. A temperatura de 260°C e vazão de 20 mL/min foi a que apresentou maior rendimento de açúcares redutores de 4,70 ± 0,64 g/100g de casca de coco. A partir da análise termogravimétrica e a derivada dos termogramas (DTG), foram determinados os teores de celulose, hemicelulose e lignina presentes na amostra in natura e daquelas que foram submetidas ao pré-tratamento, onde foi possível verificar que os sólidos remanescentes ainda possuíram quantidades relevantes de celulose, demostrando a possibilidade de reutilização. Dos resíduos remanescentes do tratamento subcrítico, obteve-se a celulose, através do processo de branqueamento e, os nanocristais de celulose (CNC) por meio da hidrólise ácida. Pode-se concluir, através da espectrofotometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios-X (DRX), o eficiente isolamento da celulose e nanocelulose, que puderam ser obtidas com elevada cristalinidade. Portanto, os resíduos provenientes da casca de coco in natura possuem potencial de reutilização, em uma vasta gama de aplicações, tornando-se uma opção atrativa, promovendo o uso racional dos recursos naturais.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-12-28T13:52:39Z
2021-11-25
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv BRAGATO, Gabriela Almeida. Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica. 202. 87 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2021.
https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8607
identifier_str_mv BRAGATO, Gabriela Almeida. Obtenção de celulose e nanocelulose a partir de resíduo do beneficiamento de coco (cocos nucifera) pré-tratado por hidrólise subcrítica. 202. 87 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2021.
url https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8607
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Amazonas
Faculdade de Tecnologia
Brasil
UFAM
Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Amazonas
Faculdade de Tecnologia
Brasil
UFAM
Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
instname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)
instacron:UFAM
instname_str Universidade Federal do Amazonas (UFAM)
instacron_str UFAM
institution UFAM
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)
repository.mail.fl_str_mv ddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.br
_version_ 1809732047105687552