Fracionamento do bagaço de cana-de-açúcar em xilana, lignina e açúcar fermentável via processo organosolv em meio alcalino - Cardoso, Filipi de Oliveira [UNESP] (2020)
A partir da biomassa lignocelulósica podem ser obtidos produtos de valor agregado, que podem ser empregados no setor industrial e de biocombustíveis. Sua composição majoritária se dá por celulose, hemicelulose e lignina. Entretanto, essa biomassa necessita de uma etapa de pré-tratamento para que ocorra o fracionamento dos seus componentes. Para realizar esse fracionamento e promover a recuperação desses componentes a estratégia definida foi o pré-tratamento com solvente orgânico e um reagente alcalino, caracterizando o processo organosolv. O objetivo foi promover a separação da xilana, além de obter lignina, a qual é o principal produto do processo organosolv e açúcares fermentáveis. Os pré-tratamentos foram realizados em meio alcalino seguindo um planejamento experimental (hidróxido de sódio de 3 % a 8 % massa de base por massa de material, de 120 ºC a 180 °C, solvente de 30 % a 70 %, e de 25 a 65 min de reação). A separação da xilana e lignina foi efetuada através de mudanças no processo tradicional: após o tratamento térmico a xilana foi precipitada através da adição de 100 mL de etanol e a lignina foi posteriormente precipitada com a acidificação do meio. O ensaio que apresentou o melhor resultado para precipitação da xilana foi exposto a 180 ºC, 65 min, 30 % de solvente e 8 % de hidróxido de sódio. Esta condição resultou em uma recuperação de 88 % de xilana. O ensaio que apresentou o melhor resultado para precipitação da lignina (97 %) teve como parâmetros as seguintes condições: 150 ºC, 45 min, 50 % solvente e 5,5 % de hidróxido de sódio. Nesta condição foi obtido 73 % de xilana, o que foi indicado como mais adequado para recuperação em conjunto de xilana e lignina. Para a recuperação de açúcares fermentáveis a melhor recuperação ocorreu nas seguintes condições: 120 ºC, 65 min, 3% de hidróxido de sódio e 30% de solvente. A concentração de hidróxido de sódio foi a variável de maior influência na recuperação dos três componentes, o etanol se mostrou um parâmetro relevante na seletividade dos componentes, uma vez que quanto maior a quantidade de etanol, maior a recuperação da lignina, entretanto concentrações de etanol elevadas prejudica a recuperação de hemicelulose. Uma condição que se mostrou ideal para a recuperação dos três componentes foram as do ponto central: 150 ºC, 45 min, 50% de solvente e 5,5 % de hidróxido de sódio. Nessas condições a recuperação da lignina 97 %, da xilana 73 % e de açúcares fermentáveis 87 %.