Determinação e caracterização físico-química e espectroscópica de gramíneas para obtenção de etanol de segunda geração

• Autor(a) principal: Martelli, Fabricio Heitor
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-07052015-092948/
• topic: 2G Ethanol; biomass characterization; Caracterização de biomassa; Espectroscopia em gramíneas; Etanol 2G; Spectroscopy in grasses

A busca por combustíveis renováveis tem se expandido cada vez mais no mundo moderno, devido à preocupação com a redução do volume de emissões de gases causadores do efeito estufa. No presente trabalho descreve-se a caracterização físico-quíca e espectroscópica de gramíneas com potencial para geração de Etanol 2G (Sorgo Biomassa, Capim Elefante, Capim Marandu, Capim Mombaça). As matrizes vegetais foram caracterizadas por diferentes técnicas, incluindo Análise Elementar, Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 13C, difração de raios X (DR-X), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura acoplada com detector de energia dispersiva (MEV-EDS). Os componentes extraídos foram avaliados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e por espectroscopia de absorção eletrônica (UV-VIS). O bagaço de cana apresentou maior teor de C com 45,0%, o colmo do Capim-Marandu apresentou maior concentração de O com 46,1%; a concentração de H para todos os materiais ficaram próximas dos 5%; as folhas do Capim-Marandu apresentaram 4,5% de teor de S; as folhas de Capim-Elefante e do Sorgo apresentaram maior concentração de N que tiveram como média 2%. As análises da composição lignocelulósica por via ácida diluída mostraram que os colmos possuem maior concentração de celulose, hemicelulose e lignina, enquanto as folhas apresentaram maiores teores de inorgânicos (cinzas). As análises por RMN dos materiais brutos mostraram as mesmas tendências de composição orgânica. A DR-X mostrou uma maior presença de celulose cristalina nos colmos, bem como a presença de materiais silicatados na folhas. As análises por FTIR indicaram nos colmos as maiores intensidades de sinal na região das bandas de polissacarídeos (1030-1100 cm-1). As folhas apresentaram um sinal peculiar de ligações C-O-C em carbonatos na forma fina e intensa (sharp) na região de 1380 cm-1. Também foi empregado o método de Van Soest para caracterização da composição geral da biomassa, sendo os resultados não comparáveis com os observados pelo método em via ácida, superestimando a quantidade de celulose e subestimando os valores de lignina. Com as imagens de MEV foi possível identificar estruturas internas dos materiais estudados, comprovando o ordenamento das fibras vegetais. Apesar das folhas possuirem menor teor de celulose, este polissacarídeo está mais amorfo, comparada com os colmos. No geral, os resutados mostraram que as diferentes gramíneas possuem muita similaridade química-estrutural, fato que deve possibilitar o uso de um mesmo processo de hidrólise, independentemente da fonte.