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Previous issue date: 2012-06 / Atualmente, as pesquisas sobre os biocombustíveis de 2a geração, neste caso o etanol
celulósico proveniente da biomassa tem-se apontado como o foco de diversas pesquisas
no Brasil e no mundo. O etanol celulósico, normalmente, é produzido pela fermentação
dos açúcares fermentecíveis obtidos por meio do processo de hidrólise ácida ou
enzimática de materiais lignocelulósicos. Como matéria-prima para este processo
químico, diversas biomassas encontram-se disponíveis, contudo, faz-se necessário a
utilização de culturas que apresentem elevado teor de celulose, tenham baixo custo e
que possam ser convertidos em açúcares fermentescíveis para posterior fermentação
alcoólica. A utilização do bagaço do pedúnculo de caju para a produção de bioetanol
visa o aproveitamento de uma cultura regional que apresenta cerca de 85% de
desperdício. Devido a estrutura complexa desse material faz-se necessário submetê-lo à
pré-tratamentos físicos e/ou químicos antes do processo de hidrólise para produção de
etanol. O pré-tratamento visa à remoção da lignina e da hemicelulose, reduzindo a
cristalinidade da celulose e aumentando a porosidade dos materiais para facilitar o
processo de hidrólise, que pode gerar compostos tóxicos para o processo de fermentação
alccolica, como furfural, hidroximetilfurfural (HMF) e ácido acético. Objetivou-se com
este trabalho estudar a pré-hidrólise e hidrólise ácida da matéria-prima lignocelulósica
bagaço do pedúnculo do caju {Anarcadium occidentale L.), remoção dos compostos
tóxicos do licor hidrolisado usando a lignina residual como adsorvente, fermentação
alcoólica dos licores para a produção de bioetanol de 2a geração com dois tipos de
leveduras e estimativa da produção desse álcool a partir da matéria-prima em estudo. O
bagaço de caju, com base na sua caracterização química e físico-química apresentou-se
como uma fonte promissora de celulose, para a hidrólise ácida, visando a obtenção de
bioetanol. No processo de pré-hidrólise, os resultados obtidos sugerem que as melhores
concentrações de glicose, xilose e arabinose, são obtidos a 120 °C, concentração de
ácido de 5% e razão mássica de bagaço de 1:6, sendo este processo eficaz na remoção
da hemicelulose principalmente na extração da arabinose, e a temperatura a variável de
maior influência na extração dessas pentoses. Para a hidrólise ácida o experimento
realizado com as condições: temperatura de 200 °C, concentração de ácido igual a 6% e
razão de 1:6, apresentou a combinação da maior concentração de açúcares com a
mínima concentração de compostos tóxicos. Para o estudo de adsorção (destoxificação)
dos congêneres furfural, hidroximetilfurfural (HMF) e ácido acético pela lignina
residual do processo de hidrólise, teve o pH como a variável de maior influência
visando a remoção desses compostos no licor. O estudo da fermentação alcoólica dos
licores hidrolisados com os dois tipos de leveduras, apresentou-se a linhagem de
Saccharomyces cerevisiae comercial com maior eficiência fermentativa em qualquer
dos processos fermentativos estudados (3 tratamentos). O rendimento e a eficiência do
processo de obtenção de etanol celulósico a partir do processamento do bagaço do
pedúnculo do caju, o máximos obtido foi respectivamente de 0,445 g de etanol/g de
bagaço e 87,\% para o licor hidrolisado com a adição do suco de caju. / At present, researches about the second generation biofuels; in this case, the cellulosic
ethanol extracted from biomass, has been appointed as the focus of several studies in
Brazil and all over the world. The cellulosic ethanol is generally produced by
fermentation of fermentable sugars that are obtained using the process of acid or
enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials. As raw material for this chemical
process, several biomass are available, however, it is necessary to use cultures that have
high cellulose content, low cost and it could be converted into fermentable sugars. The
use of the cashew bagasse for the production of bioethanol allows the use of a regional
culture that has about 85% of waste. Due to the complex structure of this material, it is
necessary to submit it to the pre-treatment physical and/or chemicals before the process
of hydrolysis for ethanol production. Pre-treatment, usually, is used to remove the lignin
and hemicellulose, reduce cellulose crystallinity and increase the porosity of the
materials. The objective of this work was to study the pre-hydrolysis and acid
hydrolysis of lignocellulosic raw cashew bagasse peduncle (Anarcadium occidentale
L.), removal of toxic compounds from the liquor hydrolyzate using the residual lignin as
adsorbent, alcoholic fermentation of liquors for the production of second generation
bioethanol with two types of yeast and alcohol production estimate this from the raw
material under study. The cashew bagasse, based on their chemical characterization and
physical chemistry, presented himself as a promising source of cellulose to hydrolysis,
in order to produce bioethanol. In the process of pre-hydrolysis, the results obtained
suggest that the best concentrations of glucose, xylose and arabinose, are obtained at
120 ° C, acid concentration of 5% and a weight ratio of 1:6 bagasse, this process was
effective in the removal of hemicellulose mainly in the extraction of arabinose and the
temperature was variable of bigger influence in the extraction of pentose. For the acid
hydrolysis done with the following hydrolysis conditions: temperature 200 °C, acid
concentration equal to 6% and ratio of 1:6 has the combination of the highest
concentration of sugars with a minimum concentration of toxic compounds. In the study
by adsorption (detoxification) congeners of furfural, and hydroxymethylfirrfural (HMF)
and acetic acid by the residual lignin in the hydrolysis process, it had the pH as the
variable of major influence in order to remove the compounds in the liquor. The
kinetics study of the alcoholic fermentation of the hydrolyzed liquor to the two types of
yeast, the strain of Saccharomyces cerevisiae trade was efficient fermentation than in
any of the fermentations studied (three treatments). The yield and efficiency of
production of ethanol from cellulosic pulp of processing stalk cashew maximum dry
were respectively 0.445 g ethanol/g of pulp and liquor to 87.1% hydrolyzed with the
addition of cashew apple juice.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/1162 |
| Date | 12 July 2018 |
| Creators | LIMA, Ezenildo Emanuel de. |
| Contributors | SILVA, Flávio Luiz Honorato da., OLIVEIRA, Líbia de Souza Conrado., GOMES, Josivanda Palmeira., FIGUEIRÊDO, Rossana Maria Feitosa de., MACEDO, Gorete Ribeiro., KALIL, Susana Juliano. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS, UFCG, Brasil, Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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