Pré-tratamento de palha de cana-de-açúcar empregando ozonólise, em meio aquoso alcalino e em solventes de baixo ponto eutético para a obtenção de açúcares fermentáveis - Orduña Ortega, Julieth [UNESP] (2021)
Existe atualmente uma tendência mundial no uso de fontes renováveis para processos de obtenção de biocombustíveis, bioenergia e biocompostos. A biomassa lignocelulósica é considerada uma fonte de grande valor, entretanto para alcançar maior valoração é preciso realizar a desconstrução da sua estrutura, a fim de diminuir sua recalcitrância. Existem diferentes metodologias que levam à extração dos biocompostos, sendo eles a celulose, hemicelulose e a lignina, ou derivado desses. Porém, estes métodos ainda se encontram em pesquisa, pois em sua maioria, são ineficientes, envolvem um elevado número de passos, são economicamente inviáveis e/ou precisam de altos consumos energéticos. Nas últimas décadas, adicionalmente, procura-se que sejam realizados em condições de reação condizentes com a química verde. No estudo presente, foi estudado o uso de palha da cana-de-açúcar como fonte de biomassa para a obtenção de açúcares fermentáveis, empregando ozônio com hidratação alcalina e ozônio com hidratação em meio de solventes de baixo ponto eutético (DES). Para a ozonólise foi estudado o efeito do reator (coluna estática e/ou rotatório), tempo e temperatura do tratamento, teor de umidade da biomassa e concentração do ozônio. Para o tratamento de hidratação foram estudados o meio, tempo e a temperatura do processo. Os resultados obtidos demostraram que não houve perdas de holocelulose, pelo contrário, a celulose e hemicelulose aumentaram seu conteúdo em 75 e 42%, respetivamente com a remoção da lignina de até 49%. O tratamento alcalino foi responsável pelas principais mudanças na estrutura química da biomassa, entretanto, o tratamento com ozônio, teve seu efeito principal na hidrólise enzimática, atingindo rendimentos de conversão de 64 e 78% para glicose e xilose, respectivamente. A combinação destes tratamentos deu como resultado a produção de 450 mg g-1 e 150 mg g-1 de glicose e xilose, respetivamente. Além disso, foi encontrado que é possível usar ciclos de ozônio, os quais permitiram atingir a mesma eficiência, mas com uma redução em 80% no consumo. Finalmente, foi estudado o efeito da ozonólise após o tratamento da palha com diferentes misturas de DES. Foram sintetizados e caraterizados DES a partir de cloreto de colina e glicerina como compostos aceptores de hidrogênio e diferentes tipos de ácidos orgânicos (succínico, cítrico, levulínico, lático, oxálico, málico), poliálcoois (sorbitol, glicerina) e ureia como compostos doadores de hidrogênio. Todas as misturas foram sintetizadas pelo método de aquecimento, determinadas suas densidades, viscosidades e caraterizadas por espectroscopia infravermelha e termogravimetria. Para o processo de hidratação foi estudado o efeito do tempo e temperatura. Para os DES que apresentaram os melhores resultados em extração dos acucares fermentáveis foi realizada a aplicação de ozônio.