Estudo da produção conjunta de celulose e bioetanol provenientes do bambu via hidrólise ácida
Devido aos problemas ambientais provenientes do petróleo e seus derivados, as matrizes energéticas sustentáveis oriundas de vegetais ganham cada vez mais espaço como o bioetanol no Brasil. Todavia, para serem ainda mais competitivos, os biocombustíveis necessitam de maior aproveitamento do vegeta...
| Main Author: | SANTOS, Anderson Emmanuel Silva |
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| Other Authors: | LIMA FILHO, Nelson Medeiros de |
| Format: | masterThesis |
| Language: | por |
| Published: |
Universidade Federal de Pernambuco
2017
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| Subjects: | |
| Online Access: |
https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/22482 |
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| Summary: |
Devido aos problemas ambientais provenientes do petróleo e seus derivados, as
matrizes energéticas sustentáveis oriundas de vegetais ganham cada vez mais
espaço como o bioetanol no Brasil. Todavia, para serem ainda mais competitivos, os
biocombustíveis necessitam de maior aproveitamento do vegetal, utilização de
resíduos em seus processamentos e/ou aplicação do conceito de biorrefinarias. No
Brasil, a indústria do bambu atualmente utiliza-o quase que apenas para obtenção
de celulose, entretanto, o teor de extrativos tais como o amido contido nessa
gramínea, demonstra desvantagem operacional e para o meio ambiente perante
outras madeiras com a mesma finalidade. Devido a este fato, esta pesquisa teve o
objetivo de estudar a produção de bioetanol através do amido contido no colmo do
bambu para a produção de açúcares e posterior fermentação alcoólica, na tentativa
de aplicação do conceito de biorrefinaria celulose/bioetanol. Para a remoção do
amido utilizou-se colmos processados da espécie Bambusa vulgaris que foram
submetidos a tratamentos com água quente em sistema aberto e semiaberto, a este
último, foi acrescido 1 kgf/cm² de pressão. Para sacarificação do amido diretamente
na biomassa vegetal seguiu-se um planejamento fatorial 2³ com diferentes
concentrações de ácido sulfúrico diluído, tempo de reação e forma da biomassa
como variáveis independentes e o teor de açúcares redutores totais pelo método
DNS como variável de resposta. Após identificação do ponto ótimo do processo
através da análise de variâncias ANOVA, desenvolveu-se um sistema flash com
recuperação de vapor com a finalidade de mitigar e recuperar o furfural e 5hidroximetilfurfural,
subprodutos da hidrólise ácida com valor comercial e inibidores
de fermentação. Mediante a um sistema fechado simulado em frasco
hermeticamente fechado em autoclave comparou-se a eficiência do flash. As
biomassas residuais de alguns experimentos foram reservadas e caracterizadas
juntamente a biomassa vegetal in natura e compararam-se os resultados. O extrato
hidrolisado obtido do bambu, após pré-preparo a mosto, foi fermentado
paralelamente a uma fermentação de mosto padrão de glicose e foram calculados
seus parâmetros e perfis cinéticos. Os resultados obtidos evidenciaram que, devido
a matriz, houve dificuldades em remover o amido do bambu de forma direta pelos
métodos adotados, assim como, quantifica-lo com exatidão. Entretanto, pelo sistema
de recuperação de vapor desenvolvido, é possível reduzir com o flash 36% de
furfural e 46,59% de 5-hidroximetilfurfural no extrato hidrolisado mostrando-se
promissor o sistema elaborado. Foi possível obter no extrato hidrolisado, após sua
suplementação com nutrientes, bioetanol com rendimento de 26,5% na sua
fermentação utilizando a levedura S.cerevisiae. Constatou-se que alguns aspectos
das biomassas analisadas foram alterados após os tratamentos hidrotérmicos e com
a caracterização que, além do amido, apenas a hemicelulose do bambu foi
hidrolisada, tornando-se plausível a ideia de produção conjunta de celulose e
bioetanol. |
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