Estudo dos efeitos dos tratamentos físico-mecânicos na hidrólise da celulose do bagaço de cana-de-açúcar (2018)
- Authors:
- Autor USP: SANTUCCI, BEATRIZ STANGHERLIN - IQSC
- Unidade: IQSC
- Subjects: BIOMASSA; REFINO DO PAPEL; SACARIFICAÇÃO
- Language: Português
- Abstract: Com o intuito de elucidar os efeitos das propriedades físicas e morfológicas na efetividade da sacarificação enzimática das fibras de bagaço de cana-de-açúcar, este trabalho propõe o uso de diferentes métodos de processamento físico-químicos e -mecânicos para a modificação da estrutura da parede celular. Os tratamentos físico-mecânicos, através de fenômenos de fibrilação e delaminação, promovem a abertura estrutural das fibras e aumentam a acessibilidade às enzimas hidrolíticas, porém sem modificar a composição química do material. Para uma compreensão abrangente da ação dos métodos físico-mecânicos propostos nas características estruturais, as fibras de bagaço foram previamente tratadas por métodos físico-químicos - hidrotérmico e organossolve - de modo a obter cinco materiais de diferentes composições químicas. O estudo dos tratamentos físico-mecânicos foi realizado empregando-se equipamentos de diferentes configurações, cujos modos de ação e consequente impacto nas fibras diferem entre si, sendo estes dois tipos de refino - refinador de discos Bauer e moinho Jokro, e um tipo de moagem - moinho criogênico. A variável do refino em moinho Jokro foi o tempo de tratamento, enquanto as variáveis do processamento em refinador de discos foi o tempo de refino e a distância entre os discos. Já as condições da moagem criogênica foram definidas de modo a obter amostras homogêneas do ponto de vista macroscópico. As modificações provocadas na estrutura das fibras foram determinadas a partir das análises das áreas superficiais externa (dimensões das fibras) e interna (porosidade da parede celular), além da organização cristalina das fibrilas celulósicasPrimeiramente, estudou-se de modo detalhado os efeitos dos métodos mecânicos nas propriedades estruturais das amostras de bagaço, interpretando-se como os efeitos primários do refino evoluem de acordo com a severidade e o tipo tratamento empregado a partir das caracterizações dos efeitos secundários. Posteriormente, confrontaram-se os resultados obtidos nas análises físicas e morfológicas com o rendimento de açúcares obtido na hidrólise enzimática. Os resultados permitiram constatar que, enquanto o moinho Jokro promoveu um grande aumento no rendimento de glicose obtido por culminar, simultaneamente, no aumento da estrutura capilar pela intensa fibrilação interna, e da área superficial externa tanto pela formação de elementos finos quanto pela redução das dimensões das fibras por corte, o refinador de discos Bauer levou a uma melhoria menos pronunciada na hidrolisabilidade por resultar no aumento da porosidade, porém sem expressivos corte e fibrilação externa das fibras. Diferentemente, a moagem criogênica promoveu apenas a drástica e heterogênea redução das dimensões das fibras, enquanto não permitiu mudanças significativas na hidrolisabilidade das amostras. Por fim, os valores dos parâmetros estruturais determinados foram analisados pelo método estatístico de componentes principais (PCA) visando quantificar por qual fator cada uma destas características influencia na extensão da hidrólise da celulose do bagaço. A PCA permitiu visualizar que os fatores relacionados à superfície interna da parede celular, como a área de poros acessíveis e a dimensão lateral do cristalito de celulose, são os principais aspectos que regem o rendimento de sacarificação da biomassa lignocelulósica. Os resultados deste estudo permitiram assim a proposta de um modelo de predição do comportamento de hidrólise das amostras de bagaço
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2018
- Data da defesa: 07.08.2018
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ABNT
SANTUCCI, Beatriz Stangherlin. Estudo dos efeitos dos tratamentos físico-mecânicos na hidrólise da celulose do bagaço de cana-de-açúcar. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-10102018-170920/. Acesso em: 16 abr. 2024. -
APA
Santucci, B. S. (2018). Estudo dos efeitos dos tratamentos físico-mecânicos na hidrólise da celulose do bagaço de cana-de-açúcar (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-10102018-170920/ -
NLM
Santucci BS. Estudo dos efeitos dos tratamentos físico-mecânicos na hidrólise da celulose do bagaço de cana-de-açúcar [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-10102018-170920/ -
Vancouver
Santucci BS. Estudo dos efeitos dos tratamentos físico-mecânicos na hidrólise da celulose do bagaço de cana-de-açúcar [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-10102018-170920/
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