Ciência para a Redução das Desigualdades
15 a 20 de outubro de 2018
Trabalho 10725
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Ciências Exatas e da Terra |
| Setor | Departamento de Química |
| Bolsa | CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CAPES, CNPq |
| Primeiro autor | Helder Rezende de Oliveira Filho |
| Orientador | REINALDO FRANCISCO TEOFILO |
| Outros membros | Danilo Rodrigues Cunha, Mariana Neves Catrinck |
| Título | Estudo da hidrólise da biomassa lignocelulósica utilizando catalisadores heterogêneos compostos de nióbio |
| Resumo | A crescente poluição da atmosfera e o futuro esgotamento das reservas de petróleo despertaram a preocupação quanto ao suprimento de energia nos próximos anos e aos danos causados ao ambiente e na saúde humana. Este cenário tem exigido uma diversificação da matriz energética para combustíveis e produtos químicos. Neste sentido, a utilização da biomassa como recursos energéticos alternativos é promissora. A produção dos combustíveis e dos insumos sustentáveis requer um processo que compreende diversas etapas. A principal delas é a hidrólise, que é auxiliada por um processo catalítico que converte os carboidratos presentes na biomassa (fração de celulose e hemicelulose) em açúcares fermentescíveis. Estes açúcares, principalmente glicose, xilose e arabinose, podem ser convertidos posteriormente, por exemplo, via fermentação e/ou desidratação, a produtos de alto valor agregado. Diante deste cenário, estudos com catalisadores heterogêneos estão sendo realizados para torná-los uma alternativa viável aos catalisadores homogêneos. Neste contexto, os compostos a base de nióbio tais como o Nb2O5 e o NbOPO4 apresentam sítios ácidos ativos e elevada resistência térmica na presença de água, o que os tornam candidatos aptos para esta função. O estudo da liberação dos carboidratos glicose, xilose e arabinose diretamente do bagaço de cana-de-açúcar usando catalisadores heterogêneos ácidos a base de nióbio é o objetivo deste trabalho. Planejamentos experimentais foram executados usando o tempo e a temperatura como variáveis de processo e as concentrações dos carboidratos como respostas. Os catalisadores ácido nióbico (Nb2O5) e fosfato de nióbio (NbOPO4) foram estudados separadamente. Para fins de comparação, a catálise ácida homogênea com ácido sulfúrico foi executada. A porcentagem de liberação de carboidratos em relação à biomassa seca foi de 14% e 25% para Nb2O5 e NbOPO4, respectivamente. O NbOPO4 mostrou ser mais indicado para as reações cujo objetivo é a liberação dos carboidratos. As faixas de temperatura e tempo adequadas para maior liberação de carboidratos utilizando NbOPO4 foram de 94 e 115 °C e 60 e 210 min, respectivamente. A catálise ácida homogênea utilizando a temperatura de 130 °C e tempo de 90 min hidrolisou 100% da fração holocelulósica da biomassa, liberando todos os carboidratos presentes na biomassa. As análises estatísticas sugerem que temperaturas menores favorecem a liberação de glicose e xilose. Por outro lado, a liberação de arabinose da biomassa é favorecida quando se aumenta a temperatura. Apesar da baixa eficiência em comparação com a catálise ácida homogênea, as reações com catalisadores de nióbio são promissoras, pois apresentam vantagens ambientais e econômicas. |
| Palavras-chave | Biomassa lignocelulósica, catalisadores de nióbio, planejamento experimental. |
| Forma de apresentação..... | Painel |