Ciências Exatas e Tecnológicas
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Item Caracterização e aplicação dos resíduos da cana de açúcar visando à produção de etanol 2G(Universidade Federal de Viçosa, 2016-06-13) Batalha, Larisse Aparecida Ribas; Colodette, Jorge Luiz; http://lattes.cnpq.br/8408754769772480A utilização racional da biomassa tem sido considerada uma prática promissora para a obtenção de produtos de alto valor agregado em uma cadeia de produção sustentável. Neste cenário, o conceito de biorrefinaria surgiu, esse refere à conversão de materiais lignocelulósicos em bioprodutos (celulose, produtos químicos, etc.) e bioenergia (etanol, energia, etc.) com o mínimo de emissões e baixo desperdício. O conceito de biorrefinaria baseia-se em muitos diferentes tipos de biomassa, como resíduos agrícolas e florestais, madeira e gramíneas em geral, etc. Nesse trabalho, nos reportamos uma caracterização da lignina e dos extrativos presentes no bagaço, medula e palha de cana-de-açúcar. Para a caracterização da lignina utilizamos a técnica de pirólise analítica acoplada a cromatografia gasosa e espectrometria de massa (Pi-CG/EM) e para extrativos; a técnica de cromatografia gasosa e espectrometria de massa (CG/EM). Também, foi investigado o uso do bagaço e da palha de cana de açúcar como fonte para produção de etanol de segunda geração, através da realização de processos de pré-tratamento (auto-hidrólise) seguido pela sacarificação. A análise química dos extrativos permitiu a identificação de 45 compostos de Eucalyptus urograndis, 47 para palha e 67 para o bagaço. Os principais componentes das matérias-primas estudadas foram os ácidos graxos para E. urograndis e carboidratos para palha e o bagaço. Foi possível identificar mais de 40 produtos primários da pirólise para lignina solúvel em ácido e 30 para lignina Klason para os resíduos da cana de açúcar. A pirólise analítica da lignina solúvel em ácido a partir de bagaço de cana (SCB), da palha de cana (SCS), e da medula da cana (SCP) mostrou a prevalência de picos relacionados com produtos derivados de carboidratos. As pirogramas para as amostras de lignina Klason de SCB, SCP e SCS mostraram a prevalência dos picos derivados da lignina. O estudo da produção de etanol de 2G mostrou que um total de 84,4% de açúcar pode ser recuperado a partir do bagaço de cana de açúcar, a 180 0 C durante 20 min com uma dosagem de enzima de 5 FPU/grama de substrato. A análise econômica para o método proposto mostrou que a produção de bioetanol pode ter um retorno financeiro maior do que 12%. Já produção de etanol a partir da autohidrólise da palha da cana parece ser uma abordagem viável financeiramente se um sistema rentável de coleta de palha seja estabelecido. Com esse estudo foi possível verificar que os resíduos da cana de açúcar podem ser fonte promissoras de bioquímicos valiosos os quais podem ser utilizados na indústria de cosméticos, alimentos ou farmacêutica, como também, na produção do etanol de 2G.Item Utilização do estágio de extração alcalina a frio (CCE) para conversão de polpa papel em solúvel, com reaproveitamento do filtrado CCE(Universidade Federal de Viçosa, 2014-12-19) Resende, Janaina de Oliveira; Colodette, Jorge Luiz; http://lattes.cnpq.br/6257743923711131Polpas solúveis são polpas especiais que possuem alto teor de alfa-celulose, e baixos teores de hemiceluloses, lignina, extrativos e inorgânicos. Elas podem ser produzidas a partir de algodão ou madeira. A partir da madeira, essas polpas são, usualmente, fabricadas pelos processos de cozimento sulfito ácido ou pré-hidrolise Kraft. Alternativamente, elas poderiam ser produzidas a partir de polpa Kraft papel, utilizando-se uma técnica de remoção de hemiceluloses denominada de extraçãoalcalina a frio (CCE). O estágio CCE, gera uma quantidade significativa de licor CCE rico em hemiceluloses e álcali, que precisam ser reaproveitados. As hemiceluloses poderiam ser reaproveitadas como aditivos para várias aplicações, inclusive na produção de papéis especiais. Por exemplo, elas podem influenciar significativamente a qualidade de papeis de imprimir e escrever (P&W), melhorando suas qualidades mecânicas. Neste estudo, o objetivo foi determinar a posição do estágio CCE num processo industrial, visando a produção de polpa solúvel, de modo a reduzir o consumo de reagentes durante o branqueamento da polpa e recuperar as xilanas do licor CCE por precipitação com etanol. As xilanas recuperadas foram depositadas na polpa Kraft de eucalipto durante a etapa de deslignificação com oxigênio e foi determinada a influência delas nos processos de branqueamento e refino da polpa e nas propriedades da polpa resultante. A localização do estágio CCE como primeira etapa da sequência de branqueamento se mostrou mais adequada para a produção de polpa solúvel grau viscose, pelo menor consumo de reagentes de branqueamento e maior eficiência de remoção de hemiceluloses da polpa. As xilanas assim removidas e recuperadas com etanol foram adicionadas a uma polpa kraft marrom na etapa de deslignificação com oxigênio resultando ganhos de rendimento de até 4,5% em relação a polpa Referência. O consumo de energia no refino da polpa foi reduzido significativamente pela deposiçãodas xilanas, sendo o benefício proporcional à quantidade de xilanas depositadas. De modo geral, as propriedades mecânicas das polpas foram beneficiadas pela adição de xilanas na etapa de deslignificação com oxigênio.