Previsão das propriedades cristalinidade e teores de carboidratos estruturais em biomassa de cana-de-açúcar usando NIR, PLS e métodos de seleção de variáveis

• Autor(a) principal: Caliari, Ítalo Pelição
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/14153
• topic: Cana-de-açúcar; Biomassa; Carboidratos; Química Analítica

Modelos para a previsão das propriedades cristalinidade de celulose e dos teores de glicanas e xilanas na biomassa de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) foram construídos usando regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) e espectroscopia no infravermelho próximo (NIR). Os métodos propostos surgem em substituição às tradicionais análises da biomassa por difratometria de raio-X (XRD) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). As principais vantagens do uso da espectroscopia NIR como alternativa às técnicas convencionais se dão devido à rapidez de análise (~20s), menor custo, ser não destrutiva, requerer um mínimo manuseio de amostra e facilidade de uso. Foram usados também os métodos de seleção de variáveis Seleção dos Preditores Ordenados (OPS) e Algoritmo Genético (GA) visando melhorar a capacidade preditiva e interpretativa dos modelos. Em todos os casos avaliados o algoritmo OPS mostrou-se superior ao GA. As amostras de biomassa utilizadas neste estudo apresentaram índices de cristalinidade que variaram de 50 a 81% e teores de glicanas e xilanas que variaram de 20 a 43% e 15 a 30%, respectivamente. Os modelos para cristalinidade, glicanas e xilanas foram construídos com 5, 2 e 2 variáveis latentes e 150, 431 e 451 variáveis independentes, respectivamente. As transformações espectrais que forneceram melhores modelos foram as de derivadas. Os parâmetros estatísticos raiz quadrada do erro quadrático médio de validação cruzada (RMSECV), raiz quadrada do erro quadrático médio de previsão (RMSEP), coeficiente de correlação de validação cruzada (RCV), coeficiente de correlação de previsão (RP) e índice de desempenho do desvio (RPD) são descritos, respectivamente, para o modelo de: i) cristalinidade: 3,31; 3,01; 0,86; 0,92, e 1,71; ii) Glicanas: 2,16; 1,81; 0,94; 0,95 e 2,00; iii) Xilanas: 1,27; 1,32; 0,91; 0,94 e 1,79. As correlações entre a cristalinidade e outras propriedades químicas da biomassa de cana- de-açúcar tais como lignina, α- celulose, hemicelulose e cinzas não foram significativas, e assim, a cristalinidade se mostrou uma propriedade independente na biomassa de cana- de-açúcar.