Pré-tratamento de materiais lenhocelulósicos para produção de bioetanol

• Author(s): Gil, Nuno Ricardo Silva
• Date: 2008
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.6/2844
• Origin: uBibliorum
• Subject(s): Bioetanol; Biomassa vegetal
• Document Type: Master thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Duarte, Ana Paula Coelho
• Contributor(s): uBibliorum

Description

Os materiais lenhocelulósicos são uma fonte alternativa para a produção de etanol. Cytisus striatus (giesta), Cistus ladanifer (esteva) e Pterospartum tridentatum (carqueja), são espécies arbustivas abundantes em zonas temperadas e estão disponíveis como resíduos florestais interessantes. Na bioconversão dos materiais lenhocelulósicos em etanol, é essencial o pré-tratamento do material antes da hidrólise enzimática para que sejam obtidos elevados rendimentos em açúcares e consequentemente em etanol. Neste estudo são avaliados os efeitos da temperatura de reacção, tempo de residência, concentração de ácido e a razão biomassa/líquido na quantidade de açúcares redutores totais presentes nos hidrolisados resultantes dos pré-tratamentos de Cytisus striatus, Cistus ladanifer e Pterospartum tridentatum. Cada amostra foi tratada segundo diferentes condições de operação e a Metodologia de Superfíe de Resposta (RSM) foi utilizada com o objectivo de modelar o rendimento em açúcares redutores totais. A remoção máxima de açúcares redutores foi 302,2 e 284,5 mg/g para Cistus ladanifer e Cytisus striatus, respectivamente. Estes resultados foram obtidos para reacções realizadas a 150 ºC durante 75 minutos com 2,55 % de ácido sulfúrico e uma razão biomassa/líquido de 2 g/10 mL. Para a Pterospartum tridentatum a maxima remoção de açúcares totais foi de 306,1 mg/g. Este resultado foi obtido para reacções realizadas a 130 ºC durante 75 minutos com 5 % de ácido sulfúrico e uma razão biomassa/líquido de 2,3 g/10 mL.

Lignocellulosic materials are an alternative source for ethanol production. Cytisus striatus, Cistus ladanifer and Pterospartum tridentatum are arbustive species abundant in temperate zones and are available as forest residues. In the bioconversion of lignocellulosic materials to ethanol, it is crucial a pretreatment of the material prior to enzymatic hydrolysis, in order to obtain high overall yields of carbohydrates and ethanol. In this study, it was evaluated the effect of reaction temperature, residence time, sulfuric acid concentration and vegetal/liquid ratio on the content of released sugars in the hydrolysates resulting from pretreatment of broom and rock-rose. Batch reactions were carried out under different operating conditions and Response Surface Methodology (RSM) was used to model the pretreatment process in order to obtain high total sugars yield. The maximum concentration of total sugars obtained was 302,2 and 284,5 mg/g for rock-rose and broom, respectively. These results were achieved when reaction was performed at 150 ºC during 75 minutes with 2,55 % of sulfuric acid and a vegetal/liquid ratio of 2 g/10 mL. For carqueja the maximum concentration of total sugars obtained was 306,1 mg/g. This result was obtained when reaction was carried out at 130 ºC during 75 minutes with 5 % of sulfuric acid and a vegetal/liquid ratio of 2,3 g/10 mL.