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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35295| Título: | Aproveitamento de biomassas de frutas tropicais e pré-tratamento com líquido iônico para produção de etanol |
| Título(s) alternativo(s): | Utilization of tropical fruit biomass and ionic liquid pretreatment for ethanol production |
| Autor(es): | Souza, Leonardo Aparecido Ferreira |
| Orientador(es): | Cassol, Tania Maria |
| Palavras-chave: | Álcool Biocombustíveis Resíduos industriais Alcohol Biomass energy Factory and trade waste |
| Data do documento: | 27-Ago-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Francisco Beltrao |
| Citação: | SOUZA, Leonardo Aparecido Ferreira. Aproveitamento de biomassas de frutas tropicais e pré-tratamento com líquido iônico para produção de etanol. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2024. |
| Resumo: | A busca por biocombustíveis se intensificou nos últimos anos, dada a urgência ambiental de substituir combustíveis fósseis por alternativas renováveis. A investigação de biomassas, especialmente aquelas oriundas de resíduos, se apresenta como uma excelente opção para produção de biocombustíveis, incluindo o etanol de segunda geração (E2G), que pode ser produzido através de resíduos lignocelulósicos. A produção de E2G requer pré-tratamento e hidrólise da biomassa para quebrar a celulose, gerar maiores quantidades de açúcares e, consequentemente, aumentar o rendimento de produção. Compostos por íons orgânicos e inorgânicos, os líquidos iônicos (LIs) possuem baixo ponto de fusão, pressão de vapor e capacidade de solubilizar celulose, o que os tornam eficazes na quebra de celulose, surgindo como alternativa eficiente no pré-tratamento ácido. Portanto, este estudo teve como objetivo avaliar a eficiência do LI hidrogenossulfato de trietilamônio no pré-tratamento de resíduos de frutas tropicais, tais como, banana, laranja e manga. Com esse propósito, as biomassas foram caracterizadas através de análises de quantificação de açúcares e determinação de teores de cinzas, umidade, extrativos, holocelulose, α-celulose e hemicelulose. Foram conduzidos dois processos de pré-tratamentos das biomassas lignocelulósicas, em banho de óleo e em estufa. Ademais, as análises de rendimento, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e infravermelho (IR) foram realizadas para os produtos obtidos nos pré-tratamentos. A partir das análises de caracterização das matérias-primas, a biomassa com maior potencial de produção de bioetanol foi o resíduo de manga, seguido dos resíduos de laranja e banana, devido aos altos teores de açúcar, baixos teores de cinzas e umidade e composição celulósica favorável. Dos pré-tratamentos avaliados, a metodologia conduzida em estufa apresentou melhores resultados na fragilização do complexo lignina-hemicelulose-celulose e precipitação da lignina, indicando também os resíduos de manga como mais promissores tendo em vista os teores de polpa de celulose produzidos e de lignina removida. |
| Abstract: | The search for biofuels has intensified recent due to the environmental urgency of replacing fossil fuels with renewable alternatives. The investigation of biomass, especially that derived from waste, presents an excellent option for biofuel production, including second-generation ethanol (E2G), which can be produced from lignocellulosic waste. E2G production requires pretreatment and hydrolysis of biomass to break down cellulose, generate higher amounts of sugars, and consequently increase production yields. Ionic liquids (ILs), composed of organic and inorganic ions, have low melting points, vapor pressure, and the ability to solubilize cellulose, making them effective in breaking down cellulose, thus emerging as an efficient alternative in acid pretreatment. Therefore, this study aimed to evaluate the efficiency of triethylammonium hydrogen sulfate IL in the pretreatment of tropical fruit residues such as banana, orange, and mango. For this purpose, the biomass was characterized through sugar quantification analyses and determination of ash content, moisture, extractives, holocellulose, α-cellulose, and hemicellulose content. Two pretreatment processes for lignocellulosic biomass were conducted, one in an oil bath and the other in an oven. Additionally, yield analyses, Scanning Electron Microscopy (SEM), and infrared spectroscopy (IR) were performed on the products obtained from the pretreatments. Based on the characterization analyses of the raw materials, mango residue was identified as the biomass with the highest potential for bioethanol production, followed by orange and banana residues, due to their high sugar content, low ash and moisture content, and favorable cellulosic composition. Among the evaluated pretreatments, the oven method showed the best results in weakening the lignin-hemicellulose-cellulose complex and lignin precipitation, also indicating mango residues as the most promising in terms of cellulose pulp production and lignin removal. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35295 |
| Aparece nas coleções: | FB - Engenharia Química |
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