Please use this identifier to cite or link to this item: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/592
Tipo: Dissertação
Título: Estudo do processo organosolv aplicado ao bagaço de cana-deaçúcar para a geração de etanol de segunda geração
Autor: BORGES, Celson Pascoal 
Primeiro orientador: SILVA, Marcelo Bacci
Primeiro co-orientador: OKURA, Mônica Hitomi
Resumo: Variações de preços de combustíveis fósseis, aliada à sua possível escassez, tem proporcionado buscas por alternativas de produção de biocombustíveis gerados a partir de biomassa. Fibras lignocelulósicas do bagaço de cana-de-açúcar são compostas de celulose, hemicelulose e lignina. Três etapas são necessárias para se produzir o etanol de segunda geração desta biomassa: o pré-tratamento, a hidrólise enzimática e a fermentação. Os pré-tratamentos visam desagregar a matriz ligninacarboidrato e tornar acessível a celulose à sacarificação. A influência de três variáveis na etapa de hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar foi investigada neste trabalho. Os catalisadores (ácido sulfúrico e ácido oxálico) representados por (X1), os solventes (etanol e acetona) representados por (X2) e os tempos de reação (30 e 90 minutos) representados por (X3), foram avaliados através de planejamento fatorial 23. O pré-tratamento Organosolv em bancada foi utilizado para verificar a eficiência de deslignificação, a solubilização da hemicelulose e celulose e produção de produtos de degradação. Resultados encontrados mostram influência significativa das variáveis estudadas, indicando possível otimização de processos para tratamento do bagaço de cana-de-açúcar. O catalizador ácido sulfúrico e o tempo de 90 minutos, foram significativos na deslignificação, fato que não foi observado em relação aos solventes acetona e etanol. A solubilização da hemicelulose foi melhor observada nos experimentos onde houve o emprego do catalizador ácido sulfúrico. Os solventes acetona e etanol, e tempo, não apresentaram solubilização da hemicelulose. A solubilização da celulose necessita de um modelo mais robusto de planejamento experimental para verificar as interações do processo. O catalisador ácido oxálico e o tempo de 90 minutos, apresentaram maior degradação do material lignocelulósico, acarretando produtos de degradação (ácido acético e furfural). As interações das variáveis foram significativas na concentração de glicose, tendo o melhor resultado com solvente etanol, o catalisador ácido sulfúrico e tempo 90 minutos.
Resumo: Too high a rise in fossil fuel prices, coupled with its possible shortage, has provided a search for alternative fuels, with an increase in the production and use of biofuels, which can be generated from biomass. The biomass fibers of sugarcane are lignocellulosic, that is, they are composed of cellulose, hemicelluloses and lignin and have a complex structure, which hinders the separation of their sugars. Biomass must then go through three stages to produce second-generation ethanol: pretreatment, for the disassembly of fibers, enzymatic hydrolysis, the process in which enzymes "break" the sugars, and the fermentation, where these sugars are transformed into ethanol by yeast. Cellulose is one of the most interesting products and, when hydrolyzed, provides fraction rich in easily fermentable hexoses. However, it is protected by a barrier of lignin and hemicelluloses that hinders the action of microorganisms in their conversion to glucose monomers. The pretreatment steps, known as hydrolysis, aim to disintegrate the lignin-carbohydrate matrix and make the cellulose accessible to saccharification. Present work was developed, studying the influence of three variables in the stage of hydrolysis of the sugarcane bagasse by applying a factorial design 23, where the catalyst (X1), the solvent (X2) and the reaction time (X3) were the variables investigated. Organosolv pretreatment was replicated on the workbench, verifying its efficiency in the delignification of the lignocellulosic material, structures present in the biomass. The results show a significant influence of the studied variables on the glucose removal and may indicate a possible route for improvements in the experimental procedures for treatment of bagasse. The sulfuric acid catalyst and time of 90 minutes were significant in the delignification, a fact that was not observed in relation to the acetone and ethanol solvents. The solubilization of hemicellulose was better observed in the experiments where the sulfuric acid catalyst was used. The solvents acetone and ethanol, and time, did not present solubilization of hemicellulose. The solubilization of the cellulose requires a more robust model of experimental planning to verify the interactions of the process. The catalyst oxalic acid and time of 90 minutes, presented greater degradation of the lignocellulosic material, causing degradation products (acetic acid and furfural). The highest concentration of glucose occurred when the solvent used was ethanol, the sulfuric acid as the catalyst and the longer reaction time.
Palavras-chave: Pré-tratamento.
Organosolv.
Biomassa.
Cana-de-açúcar.
Biocombustíveis.
Lignocelulósico.
Planejamento fatorial.
Etanol de segunda geração.
Pre-treatment.
Organosolv.
Biomass.
Sugarcane.
Biofuels.
Lignocelulosic.
Factorial planning.
Second generation ethanol.
Área do CNPQ: Metabolismo e Bioenergética
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal do Triângulo Mineiro
Sigla da instituição: UFTM
Departamento: Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas - ICTE::Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica
Programa: Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica
Citação: BORGES, Celson Pascoal. Estudo do processo organosolv aplicado ao bagaço de cana-deaçúcar para a geração de etanol de segunda geração. 2018. 79f. Dissertação (Mestrado em Inovação Tecnológica) - Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica, Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba, 2018.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Data do documento: 20-Mar-2018
Appears in Collections:Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Dissert Celson P Borges.pdfDissert Celson P Borges1,32 MBAdobe PDFThumbnail

Download/Open Preview


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons