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Tipo: Artigo Cientifico
Título: Análise da fração líquida e sólida a partir do pré-tratamento da biomassa do sorgo sacarino
Autor(es): Melz, Fernando
Primeiro Orientador: Mibielli, Guilherme Martinez
Resumo: Num cenário pós-pandêmico de altas na inflação, a atual guerra entre Rússia e Ucrânia, afetando todo o mercado mundial, que vem sofrendo com a escassez e controle autoritário de combustíveis derivados do petróleo, e sua consequente alta nos preços, faz com que os olhos se voltem a novas fontes energéticas, a fim de diversificar sua matriz de forma limpa e renovável. Dentro desse objetivo, o etanol de segunda geração, utilizando a biomassa do sorgo sacarino (Sorghum bicolor) como matéria-prima, se torna atrativo por diversos fatores, como grandes quantidades de celulose e hemicelulose intrínsecas, que podem ser convertidas em etanol, curto ciclo de produção e por ser descartada na forma de resíduo agrícola no Brasil, devido o uso como planta de cobertura do solo no período entre safras. O desafio se dá na primeira etapa do processo, chamada pré-tratamento, que tem o intuito de quebrar a lignina presente na biomassa, a qual funciona como uma barreira e impede a liberação do conteúdo com potencial de ser transformada em etanol nas etapas posteriores. Neste trabalho utilizou-se diversos agentes químicos básicos na etapa de pré-tratamento, como o hidróxido de sódio, hidróxido de cálcio, óxido de cálcio, carbonato de cálcio, hidróxido de potássio e peróxido de hidrogênio, nas frações de 5% e 15% (m/m), juntamente com 10 gramas de biomassa e 100 mL de água em agitação por 24 horas a 70 ºC e 200 rpm, para a realização de um estudo preliminar, a fim de entender qual o comportamento e os melhores agentes químicos na quebra da lignina da biomassa do sorgo. Após a etapa preliminar, uma nova rodada de estudos foi realizada com a combinação de dois pré-tratamentos seguidos, fixando os agentes químicos em 5% de concentração. As frações líquidas foram analisadas, a fim de verificar o comportamento de ambas e pode-se constatar que concentrações altas de agente químico pode degradar a glicose e os demais compostos presentes na fração líquida, principalmente no pré-tratamento em duas etapas, onde a maioria dos compostos foi degradada, porém é mais eficiente na remoção da lignina na fração sólida, onde o pré-tratamento com CaO a 15% (m/m) removeu 75,29% da lignina e mantendo 90,86% da celulose comparada a biomassa in natura, o que deve ser ponderado quando quer-se aumentar a eficiência utilizando as duas frações para a posterior produção de etanol.
Abstract/Resumen: In a post-pandemic scenario of high inflation, the current war between Russia and Ukraine, affecting the entire world market, which has been suffering from the scarcity and authoritarian control of oil-derived fuels, and its consequent rise in prices, makes the eyes turn to new energy sources, in order to diversify its matrix in a clean and renewable way. Within this objective, second-generation ethanol, using sweet sorghum biomass (Sorghum bicolor) as a raw material, becomes attractive due to several factors, such as large amounts of intrinsic cellulose and hemicellulose, which can be converted into ethanol, short cycle production and because it is discarded as agricultural residue in Brazil, due to its use as a ground cover plant in the period between harvests. The challenge takes place in the first stage of the process, called pretreatment, which is intended to break down the lignin present in the biomass, which works as a barrier and prevents the release of content with the potential to be transformed into ethanol in later stages. In this work, several basic chemical agents were used in the pretreatment step, such as sodium hydroxide, calcium hydroxide, calcium oxide, calcium carbonate, potassium hydroxide and hydrogen peroxide, in the fractions of 5% and 15% (w/w), together with 10 grams of biomass and 100 mL of water stirred for 24 hours at 70 ºC and 200 rpm, to carry out a preliminary study in order to understand the behavior and the best chemical agents in the breakdown of sorghum biomass lignin. After the preliminary stage, a new round of studies was carried out with the combination of two consecutive pre-treatments, fixing the chemical agents at 5% concentration. The liquid fractions were analyzed in order to verify the behavior of both and it can be seen that high concentrations of chemical agent can degrade glucose and other compounds present in the liquid fraction, mainly in the pretreatment in two stages, where most of the compounds was degraded, but it is more efficient in the removal of lignin in the solid fraction, where the pre-treatment with 15% CaO (w/w) removed 75.29% of the lignin and maintaining 90.86% of the cellulose compared to biomass in natura, which must be considered when one wants to increase efficiency using the two fractions for the subsequent production of ethanol.
Palavras-chave: Etanol
Combustíveis líquidos
Biomassa
Sorgo sacarino
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Chapecó
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/7217
Data do documento: 29-Ago-2022
Aparece nas coleções:Engenharia Ambiental

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