Estudo dos efeitos de etapas de pré-tratamento na hidrólise ácida de bagaço de cana-de-açúcar

• Autor(a) principal: Christofoletti, Guilherme Bueno
• Data de Publicação: 2010
• 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/88/88131/tde-13102010-211833/
• topic: Acid hydrolysis.; Biorefineries; Biorrefinaria; Hidrólise ácida; Selectivity; Seletividade

De forma sustentável o setor sucroalcooleiro nacional apresenta grande potencial para o desenvolvimento tecnológico de fontes alternativas de energia. A partir das novas concepções de emprego de energias alternativas, o resíduo industrial do processamento da cana-de-açúcar passa a ser uma matéria-prima com grande potencial e valor. De forma ilustrativa da potencialidade deste material, os dados de produção de bagaço de cana e suas aplicações estão destacados na parte introdutória, compreendendo a possível integração das usinas com as biorrefinarias. A utilização do bagaço de cana-de-açúcar como combustível para co-geração de energia atende à necessidade de mercado, sendo que a rentabilidade de energia elétrica é altamente viável. Porém, considerando-se que esta matéria-prima apresenta características peculiares para a biorrefinaria, objetivou-se o fracionamento da biomassa. As metodologias são investigadas por abranger a conversão da biomassa(bagaço e palha de cana-de- açúcar) para uma variedade de produtos de maior valor agregado (energia, biomateriais e produtos químicos). As etapas de fracionamento, ou seja, de pré-tratamentos foram: préhidrólise, deslignificação e branqueamento. A pré-hidrólise apresentou-se seletiva para a remoção das hemiceluloses, já para a etapa de deslignificação, mostrou-se mais seletiva para a remoção de ligninas, embora houvesse grande remoção também das hemiceluloses. Para a etapa de branqueamento, a remoção residual de lignina foi atingida, porém também foi removido celulose. A avaliação das etapas de pré-tratamentos foi realizada pela determinação dos rendimentos de processos, da seletividade reacional, bem como pela quantificação dos produtos e resíduos obtidos. Os materiais obtidos nas etapas de pré-tratamentos foram caracterizados e posteriormente submetidos ao processo de hidrólise ácida. São apresentados os resultados de rendimento de obtenção de glicose a partir de celulose, em base celulose inicial e em base celulose reagida. Na primeira parte, discutiram-se os rendimentos gravimétricos das reações de hidrólise ácida que para o material in natura resultaram em maiores rendimentos de hidrólise. Os maiores rendimentos obtidos no estudo de hidrólise de celulose foram obtidos para substratos derivados do bagaço integral na concentração de ácido de 0,14%. Os resultados da quarta, relativa a obtenção de coprodutos, HMF e furfural revelou a geração de baixas concentrações desses inibidores da fermentação etanólica. De forma conclusiva, a associação dos resultados dos processos de pré-tratamentos com os resultados obtidos nas reações de hidrólise poderá ser empregada para compreender as vantagens e desvantagens de cada etapa, mostrando caminhos para um melhor aproveitamento da biomassa vegetal, em especial o bagaço de cana de açúcar. Considerando-se a produção de etanol de segunda geração, determinaram-se também as quantidades de inibidores de fermentação etanólica.