Aproveitamento energético da biomassa residual verde de sisal : etanol e biocarvão

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVA, Tássia Cristina da
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/51335
Resumo: A biomassa residual verde de sisal (mucilagem de sisal) é um material lignocelulósico produzido pela extração da fibra de sisal e passagem por peneira rotativa. Estima-se que apenas 4% do peso da planta Agave sisalana é transformado em fibras (sisal) e o material restante é descartado ao longo da cadeia produtiva. Tendo isto em vista, o presente trabalho objetivou-se valorizar a mucilagem do sisal na produção de etanol de segunda geração (2G) na região semiárida brasileira, resíduo o qual, não apresenta uso como fonte alimentar. A biomassa foi caracterizada e apresentou 39,68±0,32% de celulose, 13,12±0,22% de hemiceluloses, 6,14±0,5% de lignina,30,57±0,48% de extrativos e 4,11±0,05% de cinzas. Os pré-tratamentos aplicados apresentaram característica destrutiva da fração celulósica, ou seja, houve liberação de carboidratos fermentescíveis nessa etapa a qual, não é de interesse. A realização de hidrólise sem pré-tramento é uma característica de interesse da indústria alcooleira uma vez que, essa etapa é uma das mais onerosas do processo de obtenção de etanol 2G, sendo assim, o uso da hidrólise diretamente na mucilagem in-natura apresentou melhor resposta na extração dos carboidratos fermentescíveis. Entre as hidrólises utilizadas (enzimática e ácida) a hidrólise enzimática apresentou melhor conversão em hexoses (101,6 g/L de glicose) e a hidrólise ácida na liberação de 35,72 g/L de glicose. A fermentação ocorreu com a levedura Saccharomyces cerevisiae aplicada nos hidrolisados com e sem biocarvão. O biocarvão da hidrólise enzimática produzido a 550°C apresentou melhor resposta a adsorção dos inibidores de fermentação 89,3% da solução inicial do furfural, 99,7% da solução do HMF e 29,71% da solução do ácido acético, quanto na produção de etanol, esse biocarvão aumentou a produção de etanol de 37,47 g/L para 51,82 g/L.
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Tendo isto em vista, o presente trabalho objetivou-se valorizar a mucilagem do sisal na produção de etanol de segunda geração (2G) na região semiárida brasileira, resíduo o qual, não apresenta uso como fonte alimentar. A biomassa foi caracterizada e apresentou 39,68±0,32% de celulose, 13,12±0,22% de hemiceluloses, 6,14±0,5% de lignina,30,57±0,48% de extrativos e 4,11±0,05% de cinzas. Os pré-tratamentos aplicados apresentaram característica destrutiva da fração celulósica, ou seja, houve liberação de carboidratos fermentescíveis nessa etapa a qual, não é de interesse. A realização de hidrólise sem pré-tramento é uma característica de interesse da indústria alcooleira uma vez que, essa etapa é uma das mais onerosas do processo de obtenção de etanol 2G, sendo assim, o uso da hidrólise diretamente na mucilagem in-natura apresentou melhor resposta na extração dos carboidratos fermentescíveis. Entre as hidrólises utilizadas (enzimática e ácida) a hidrólise enzimática apresentou melhor conversão em hexoses (101,6 g/L de glicose) e a hidrólise ácida na liberação de 35,72 g/L de glicose. A fermentação ocorreu com a levedura Saccharomyces cerevisiae aplicada nos hidrolisados com e sem biocarvão. O biocarvão da hidrólise enzimática produzido a 550°C apresentou melhor resposta a adsorção dos inibidores de fermentação 89,3% da solução inicial do furfural, 99,7% da solução do HMF e 29,71% da solução do ácido acético, quanto na produção de etanol, esse biocarvão aumentou a produção de etanol de 37,47 g/L para 51,82 g/L.PRH-48.1Sisal mucilage is a lignocellulosic material produced by extracting the sisal fiber and passing it through a rotary sieve. It is estimated that only 4% of the weight of the Agave sisalana plant is transformed into fiber (sisal) and the remaining material is discarded along the production chain. The present work aimed to valorize the sisal mucilage in the production of second-generation ethanol (2G) in the Brazilian semiarid region, a residue that has no use as a food source. The mucilage waste was characterized and presented 39.68±0.32% cellulose, 13.12±0.22% hemicellulose, 6.14±0.5% lignin, 30.57±0.48% extractives and 4.11±0.05% ash. The applied pre- treatments presented a destructive characteristic of the cellulosic fraction, that is, there was a release of fermentable carbohydrates in this stage which, is not of interest. The realization of hydrolysis without pre-treatment is a characteristic of interest to the alcohol industry since this step is one of the most onerous in the process of obtaining 2G ethanol, thus, the use of hydrolysis directly on the in-natura mucilage showed better response in the extraction of fermentable carbohydrates. Among the hydrolysis used (enzymatic and acid) the enzymatic hydrolysis showed better conversion in hexoses (101.6 g/L of glucose) and the acid hydrolysis in the release of 35.72 g/L of glucose. Fermentation occurred with the yeast Saccharomyces cerevisiae applied to the hydrolysates with and without biochar. The biochar from the enzymatic hydrolysis produced at 550°C showed better response to the adsorption of the fermentation inhibitors 89.3% of the initial furfural solution, 99.7% of the HMF solution and 29.71% of the acetic acid solution, as for the ethanol production, this biochar increased the ethanol production from 37.47 g/L to 51.82 g/L.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessEnergia nuclearMucilagem de sisalBiocarvãoAdsorção de inibidoresBiomassaFermentaçãoAproveitamento energético da biomassa residual verde de sisal : etanol e biocarvãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Tássia Cristina da Silva.pdfDISSERTAÇÃO Tássia Cristina da Silva.pdfapplication/pdf4732749https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/51335/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20T%c3%a1ssia%20Cristina%20da%20Silva.pdfbeb3f4b46c9d050de1e2a0f7dc1cc9d8MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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