Orientadores: Telma Teixeira Franco, Sarita Cândida Rabelo

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: A cana-energia é uma fonte de biomassa promissora para estudos de etapas de pré-tratamento, pois possui alto teor de fibras e baixo teor de sacarose, possibilitando a produção de produtos de alto valor agregado, além de etanol de segunda geração. Neste sentido, o presente trabalho teve como...

Resumo: A cana-energia é uma fonte de biomassa promissora para estudos de etapas de pré-tratamento, pois possui alto teor de fibras e baixo teor de sacarose, possibilitando a produção de produtos de alto valor agregado, além de etanol de segunda geração. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção de xilooligossacarídeos (XOS) a partir de duas variedades de cana-energia, empregando a otimização de um pré-tratamento sequencial (desacetilação seguida por pré-tratamento hidrotérmico). A primeira etapa teve como objetivo remover os grupos acetila ligados à cadeia hemicelulósica sendo estudados os parâmetros operacionais como tempo, temperatura e concentração de hidróxido de sódio. Os resultados mostraram que a condição mais branda avaliada (15 min, 40°C e 60 mgNaOH/gbiomassa) promoveu uma solubilização de 74,3 ± 2,8% de grupos acetila para o bagaço de cana-energia da empresa Granbio e 82,2 ± 1,8% para a cana-energia integral da empresa Vignis. Na segunda etapa, as condições operacionais do pré-tratamento hidrotérmico foram otimizadas utilizando o material desacetilado otimizado, com o intuito de maximizar a solubilização das hemiceluloses e a obtenção de XOS, minimizando a formação dos produtos de degradação com menor severidade de processo. Para o bagaço de cana-energia da Granbio, as condições estudadas sem catalisador mostraram uma conversão de xilana em XOS variando de 67,1 a 75,6%. Para a biomassa da Vignis, a conversão de xilana em XOS variou de 5,0 a 88,9%. Os XOS presentes no hidrolisado foram quantificados e caracterizados quanto ao grau de polimerização. Os resultados obtidos mostraram que para o bagaço de cana-energia da Granbio, a condição otimizada (190°C, 15 min, 0[H2SO4]) gerou 8,6 g L-1 de XOS, enquanto para a variedade de cana-energia da Vignis, a condição otimizada (210°C, 5 min, 0 [H2SO4]) gerou 11,6 g L-1 de XOS. Devido à presença de inibidores no hidrolisado, etapas de purificação podem ser necessárias, dependendo da aplicação almejada para o produto. Com os dados obtidos neste estudo, é possível concluir que o pré-tratamento sequencial é uma opção viável para produção de XOS a partir da cana-energia

Abstract: The energy cane is a promising biomass¿ source for studies of pretreatment stages, because it has high fiber content and low sucrose content, enabling the production of high added value products, as well as second generation ethanol. In this sense, the present work had as objective the...

Abstract: The energy cane is a promising biomass¿ source for studies of pretreatment stages, because it has high fiber content and low sucrose content, enabling the production of high added value products, as well as second generation ethanol. In this sense, the present work had as objective the evaluation of xylooligosaccharides (XOS) production from two energy cane varieties, using the optimization of a sequential pretreatment (deacetylation followed by hydrothermal pretreatment). The first step was to remove the acetyl groups attached to the hemicellulosic chain and the operational parameters such as time, temperature and sodium hydroxide concentration were studied. The results showed that the milder condition evaluated (15 min, 40ºC and 60 mgNaOH/gbiomass) promoted a solubilization of 74,3 ± 2,8% of acetyl groups for Granbio energy cane bagasse and 82,2 ± 1,8% for Vignis integral energy cane. In the second step, the hydrothermal pretreatment operating conditions were optimized using the optimized deacetylated material, in order to maximize the solubilization of the hemicelluloses and the XOS obtaining, minimizing the formation of degradation products with less process severity. For Granbio energy cane bagasse, the conditions studied without catalyst showed a conversion of xylan to XOS ranging from 67,1 to 75,6%. For the Vignis biomass, the conversion of xylan to XOS ranged from 5,0 to 88,9%. The XOS present in the hydrolyzate were quantified and characterized by the degree of polymerization. The results showed that for Granbio energy cane bagasse, the optimized condition (190°C, 15 min, 0 [H2SO4]) generated 8,6 g L-1 of XOS, whereas for the energy cane variety of Vignis, the optimized condition (210°C, 5 min, 0 [H2SO4]) generated 11,6 g L-1 of XOS. Due to the presence of inhibitors in the hydrolyzate, purification steps may be required, depending on the intended application of the product. With the data obtained in this study, it is possible to conclude that sequential pretreatment is a suitable option to produce XOS from energy cane

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