Valorização da fibra de coco verde para produção de lignosulfonato aplicado à produção de etanol de segunda geração

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Araújo, Beatriz Meneghetti Costa de
• Orientador(a): Santos, Everaldo Silvino dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Biomassa lignocelulósica; Lignosulfonato; Lignina; Hidrólise enzimática; Etanol
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54706

A fim de reduzir os impactos ambientais gerados pelo descarte inadequado de resíduos agroindustriais, a busca por reaproveitá-los promove um olhar mais atencioso para o etanol de segunda geração, além do aproveitamento da lignina para produção de produtos de valor agregado. O presente estudo avaliou tanto a produção de etanol como do surfactante lignosulfonato (LS), um produto de valor agregado obtido a partir do reaproveitamento da lignina extraída, utilizando como matéria prima a fibra de coco verde. Assim, foi estudada a produção de açúcares a partir da hidrólise enzimática variando-se a concentração de biomassa (5,0, 10,0 e 15,0 %) e a carga de enzimas (10,0, 15,0 e 20,0 FPU/g), após os pré-tratamentos com hidróxido de sódio (ensaio HS) e combinado (explosão a vapor seguido do tratamento com hidróxido de sódio) (ensaio EVHS). Em seguida, foi avaliada a produção etanólica para ambos os ensaios, variando-se a carga de sólidos e de enzimas, além das estratégias de sacarificação e fermentação simultâneas (SSF) e semi-simultâneas (SSSF). No presente estudo, o lignosulfonato produzido a partir de uma sulfometilação da lignina foi adicionado na hidrólise enzimática da biomassa, a fim de se avaliar o seu efeito no rendimento de açúcares. Na hidrólise enzimática, o aumento da carga de sólidos demonstrou um aumento significativo na concentração de glicose obtida para ambos os ensaios, porém, a variação da carga enzimática não foi estatisticamente significativa, exceto para o ensaio EVHS, a 15% de sólidos, com 15 FPU/g (>34 g/L) e 20 FPU/g (>31 g/L). Ademais, o lignosulfonato é eficiente na redução da adsorção não-produtiva da lignina na enzima, quando adicionado ao processo de hidrólise. Na fermentação, a mudança na estratégia fermentativa e a variação da carga enzimática não indicou variação significativa na produção de etanol para o ensaio HS. Por sua vez, para o ensaio EVHS, o aumento da carga enzimática aumentou de maneira significativa a concentração de etanol produzida. Além disso, a mudança de estratégia de SSF (a 20,0 FPU/g) para SSSF (a 15,0 FPU/g) demonstrou um aumento em torno de 40% na concentração de etanol obtida, enquanto reduziu cerca de 25% de enzima utilizada. Em relação aos lignosulfonatos, as análises de FTIR corroboraram a eficiência do processo de sulfometilação para sulfonação dos grupos aromáticos da lignina. Sua adição na hidrólise enzimática, para uma concentração de 0,5 g/L (1% m/m de biomassa), resultou em um aumento de 30% na conversão celulósica. Portanto, os resultados indicam que o aumento da quantidade de sólidos na hidrólise enzimática aumenta a conversão celulósica, mas nem sempre o aumento da carga enzimática se faz necessário. Além disso, verificou-se que a mudança de estratégia fermentativa, em alguns casos, permite a redução da quantidade de enzima comercial usada, ainda aumentando a produção de etanol no processo.