Avaliação de processos extrativos para desmineralização de biomassa lignocelulósica
Fecha
2022-03-17Primeiro coorientador
Duarte, Fábio Andrei
Primeiro membro da banca
Pedrotti, Matheus Felipe
Segundo membro da banca
Bolzan, Rodrigo Cordeiro
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
Nesse trabalho foram avaliados processos de desmineralização de biomassa
lignocelulósica (bagaço de cana-de-açúcar, palha de cana-de-açúcar, cana energia,
resíduos de pinus e eucalipto) utilizando energia ultrassônica, agitação mecânica e
apenas o aquecimento da solução para a desmineralização (condição de silêncio). Na
escala em que massas maiores de amostra foram utilizadas (12,5 e 25 g), denominada
de “grande escala”, o próprio banho de US foi utilizado como reator. Após a etapa de
desmineralização, a solução foi separada da parte sólida, centrifugada e os
constituintes inorgânicos (Al, Ba, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, S, Sr e Zn) foram
determinados por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente
acoplado (ICP OES). Para dar início à desmineralização utilizando o US, foi utilizado
uma condição citada na literatura. O método proposto foi otimizado com a amostra de
bagaço de cana-de-açúcar. Na melhor condição de desmineralização (250 mg de
amostra, 20 mL de H2SO4 1 mol L-¹
, banho de US na frequência de 25 kHz, tempo de
extração de 30 min, amplitude de 70% e temperatura de 50 °C) uma eficiência de
desmineralização de 91% foi obtida para o pool de elementos (Al, Ba, Ca, Cu, Fe, K,
Mg, Mn, Na, P, S, Sr, Zn). Após encontrar a melhor eficiência de desmineralização, o
procedimento assistido por US foi comparado com a agitação mecânica e em uma
condição na ausência de energia mecânica (condição de silêncio), os quais
apresentaram eficiência de desmineralização de 95% e 83,7%, respectivamente. Nos
experimentos com aumento de escala (2 L de solvente de extração e 25 g de amostra)
o US, agitação mecânica e a condição em silêncio apresentaram as seguintes
eficiências de desmineralização: 103,7%; 101,3% e 90,4%, respectivamente. Esses
resultados foram obtidos considerando o pool de todos os constituintes inorgânicos
das biomassas avaliadas. Adicionalmente foi feito um estudo cinético da
desmineralização, onde se avaliou a eficiência de desmineralização em intervalos de
tempos definidos. Esse estudo de desenvolvimento de processo para a
desmineralização de biomassa lignocelulósica, se mostrou eficiente com o uso de
todos os sistemas propostos. No entanto, com o uso do US conseguiu-se promover a
desmineralização em intervalos de tempos menores, inferiores a 5 min
(aproximadamente 90%), o que não é visto para outros sistemas, os quais acabam
tendo uma eficiência baixa nos primeiros minutos de extração (inferior a 70%).
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