Avaliação do uso de Solventes Eutéticos Profundos (DESs) na extração de lignina do bagaço de cana-de-açúcar

• Autor(a) principal: França, Vanessa Freire de
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPB
• Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/30362
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA; Lignina - Extração; Biomassa lignocelulósica; Cana-de-açúcar - Bagaço; Solventes Eutéticos Profundos - DES; Planejamento experimental; Lignin - Extraction; Lignocellulosic biomass; Experimental design

A lignina possui um elevado interesse industrial uma vez que pode ser empregada na produção de variados produtos de interesse da indústria química, tais como novos polímeros e antioxidantes. Os Solventes Eutéticos Profundos (DESs) podem ser eficientes solventes na extração de lignina a partir de fontes renováveis, como as biomassas lignocelulósicas, favorencendo uma significativa deslignificação bem como, desempenhando um importante papel no conceito de química verde quando comparados com os que utilizam os solventes orgânicos convencionais como, hexano, e/ou ácidos e bases inorgânicas concentradas que apresentam algumas desvantagens como, elevada pressão de vapor e alta inflamabilidade. Deste modo, este estudo teve como objetivo avaliar e otimizar o uso dos solventes eutéticos profundos (DESs) na recuperação de lignina do bagaço de cana-de-açúcar. Três tipos de DESs foram avaliados, ChLa (cloreto de colina:ácido lático), ChGy (cloreto de colina:glicerol) e ChU (cloreto de colina:ureia), selecionando-se o último devido ao melhor desempenho apresentado nos ensaios preliminares. Um planejamento experimental com ponto central foi realizado para investigar como os fatores volume do DES, adição de água ao solvente e tempo de extração influenciam no processo de recuperação. As técnicas de espectrometria na região do infravervemelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e difratometria de raios-X (DRX) foram utilizadas para avaliar a estrutura da lignina e das amostras de bagaço. O tratamento do bagaço de cana-de-açúcar utilizando o método hidrotérmico, também foi realizado para comparar com os resultados obtidos com os DESs. Após o processo de extração, observou-se que houve uma diminuição significativa no teor de lignina quando o bagaço foi tratado com ChU quando comparado com o teor da matriz in natura (-55,05 %). Embora o ChLa também tenha sido eficiente na extração, em relação ao polímero estrutural, (-57,57%) ele também removeu significativa quantidade de hemicelulose, o que indica sua baixa seletividade. Já no tratamento hidrotérmico, houve um aumento no teor de lignina, cerca de 25,25%, demonstrando sua preferência em remover outros constituintes. Após a realização do planejamento experimental, observou-se que a maior remoção de lignina foi obtida nas seguintes condições: 0,3g de biomassa, 3 mL de DES, adição de 6% de água ao solvente e tempo de extração de 2h, obtendo-se uma extração de cerca de 58,38% do biopolímero alvo. A partir dos espectros de FTIR foi possível verificar que a estrutura da lignina foi preservada. Com relação aos espectros de DRX, houve um aumento no índice de cristalinidade indicando a remoção de grande parte da lignina amorfa durante o processo estudado. Os estudos realizados nessa pesquisa reforçam a eficiência do uso dos DES para extração da lignina possibilitando uma remoção mais rápida com uma redução de tempo de extração e temperatura.