Desenvolvimento de membranas a partir da celulose da fibra e bagaço de sisal com diferentes aplicações biotenológicas

• Autor(a) principal: Xavier, Franklin Damião
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPB
• Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/32050
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA; Sisal; Biomassa lignocelulósica; Triacetato de celulose; Membranas orgânicas; Furfural; Lignocellulosic biomass; Cellulose triacetate; Organic membranes

O desenvolvimento de membranas desempenha um papel fundamental na recuperação e purificação em processos de biorrefinação e bioenergia. As membranas fornecem excelentes capacidades de fracionamento e separação, baixo consumo de reagentes químicos e redução de custos energéticos. Muitos tipos de materiais são testados como candidatos a precursores para produção de membranas. A utilização de um co-produto de extração agroindustrial e biomassas de baixo custo são propostas cada vez mais recorrentes, por se tratarem de materiais rentáveis e de grande disponibilidade na natureza. As biomassas lignocelulósicas ocupam um grande papel nesse contexto, dentre elas a Agave Sisalana, que na constituição de suas fibras possui cerca de 80% de carboidratos. Além da fibra outras partes do sisal podem ser utilizadas no processo de fabricação de membranas, como o bagaço de sisal que não possui nenhuma aplicabilidade comercial e é descartado no ambiente. No presente trabalho foi avaliado o potencial da fibra e bagaço de sisal para produção de membranas orgânicas, suas condições ótimas de síntese e eficiência na remoção de inibidores fermentativos da produção biotecnológica de álcoois. A biomassa passou por tratamentos físicos de secagem e moagem. Em seguida foi determinada sua composição lignocelulósica e a celulose, assim, foi isolada. A celulose foi acetilada para obtenção do triacetato de celulose. Para a síntese das membranas foram utilizados o triacetato de celulose da fibra e do bagaço de sisal em conjunto com diferentes solventes orgânicos pelo método de inversão de fases. Na melhor condição obtida foi produzida celulose com 1,3% de resíduos para a fibra e 10% para o bagaço de sisal no pré-tratamento ácido e alcalino. O acetato de celulose produzido teve grau de substituição de 2,89 e 2,58 respectivamente; ambos sendo caracterizados como triacetato de celulose de elevada pureza. Utilizando o método de inversão de fases as membranas foram sintetizadas, as derivadas de acetona não se formaram, provavelmente devido à má dissolução da matriz polimérica no solvente. As membranas derivadas do diclorometano apresentaram superfície opaca para o bagaço de sisal e translúcida para a fibra. As membranas produzidas no presente trabalho apresentam excelentes resultados de retenção de furfural, com mais de 90%, e resultados satisfatórios para recuperação do ácido acético. De acordo com as moléculas de inibidores retidas e levando em consideração as propriedades físicas determinadas por MEV, porosidade e fluxo permeado é possível sugerir a aplicação das membranas sintetizadas em processos de ultra e microfiltração.