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Tipo: TCC
Título: Avaliação da utilização do processo de explosão a vapor como Pré-Tratamento para extração de lignina Acetosolv do bagaço de cana-de-açúcar
Autor(es): Albuquerque, Maria Évilyn Paiva
Orientador: Matos, Wladiana Oliveira
Coorientador: Leitão, Renato Carrhá
Palavras-chave: Biomassa lignocelulósica;Bagaço de cana-de-açúcar;Lignina;Explosão a vapor;Acetosolv;Lignocellulosic biomass;Sugarcane bagasse;Lignin;Steam explosion;Acetosolv
Data do documento: 2016
Citação: ALBUQUERQUE, Maria Évilyn Paiva. Avaliação da utilização do processo de explosão a vapor como Pré-Tratamento para extração de lignina Acetosolv do bagaço de cana-de-açúcar. 2016. 49 f. Monografia (Graduação em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
Resumo: O bagaço da cana-de-açúcar é fonte de biomassa lignocelulósica, constituída principalmente de celulose, hemicelulose e lignina. A lignina possui caráter aromático, tornando-a adequada para usos mais nobres tais como substituinte parcial de fenol em resinas fenol-formaldeído. No entanto, a lignina não está prontamente disponível, sendo necessário a utilização de métodos físicos e químicos para sua extração da biomassa. O presente trabalho teve por objetivo a extração da lignina do bagaço de cana-de-açúcar utilizando o processo de explosão a vapor como pré-tratamento da biomassa aliado ao processo de extração acetosolv. Para avaliar o uso do pré- tratamento empregou-se um delineamento composto central 22 com o ponto central em triplicata, aplicável ao método de superfície de resposta, para avaliar o efeito do tempo e da temperatura na extração de açúcares redutores totais e produção específica de lignina. As características estruturais e térmicas das ligninas foram determinadas por FT-IR e TGA. Os resultados mostraram que, na faixa estudada, as variáveis independentes do processo de explosão a vapor não causaram efeitos significativos na extração de açúcares e na produção específica de lignina. No entanto, obteve-se maior extração de açúcares (39 g L-1) e maior produção específica de lignina (0,21 g lig/g bagaço) empregando-se a temperatura de 240 °C durante 4 min. Diante disso, uma extração com o tempo reduzido para 45 min foi realizada, obtendo-se produção específica de 0,20 g lig/g bagaço, resultado semelhante ao obtido usando apenas o processo acetosolv com tempo de reação de 180 min. Esses resultados demonstraram que o processo de explosão a vapor pode ser utilizado como meio de redução dos gastos energéticos. A lignina acetosolv obtida da fibra pré-tratada apresentou características estruturais similares à lignina acetosolv extraída do bagaço bruto, demonstrando que o processo de explosão a vapor não causou mudanças nas unidades monoméricas da lignina. Além disso, na análise térmica, a lignina acetosolv obtida da fibra pré-tratada apresentou um menor teor de açúcares residuais em relação à lignina acetosolv extraída do bagaço bruto.
Abstract: The sugarcane bagasse is a source of lignocellulosic biomass. It is mainly composed of cellulose, hemicellulose and lignin. Lignin has aromatic character, making it suitable for a noblest use such as a partial replacement of phenol in phenol formaldehyde resins. However, the lignin is not readily available, requiring the use of physical and chemical methods to extract it from biomass. The aim of this study was extract the lignin from sugarcane bagasse using steam explosion as pre-treatment combined with acetosolv extraction. The use of the pre-treatment was evaluate using central composite design 22 with the center point in triplicate, applicable to the response surface method, to evaluate effects of reaction time and temperature on the total reducing sugars and specific lignin production. Structural and thermal characteristics of lignin were determined by FT-IR and TGA. The results showed that, in the range studied, the independent variables of the steam explosion process caused no significant effects on the extraction of sugars and specific lignin production. However, employing 240 °C for 4 min, it was possible to obtain higher extraction of sugars (39 g/L) and the highest lignin specific production (0,21 g lig/g bagasse). Thus, it was performed an extraction with reduced time (45 min), yielding 0,20 g lig/g bagasse. This result was similar to the result obtained using only acetosolv extraction process with 180 min of reaction time. The results demonstrated that the steam explosion process may be used as a means of reducing energy costs. Acetosolv lignin extracted from the pretreated fiber has similar structural characteristics to the acetosolv lignin extracted from the raw bagasse, showing that the steam explosion process caused no change in lignin monomer units. In addition, the thermal analysis showed a reduction in the content of residual sugars in the lignin extracted from the pretreated bagasse compared to the lignin extracted from raw bagasse.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/35656
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