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metadata.teses.dc.title: Sacarificação da celulose utilizando carvões funcionalizados
metadata.teses.dc.title.alternative: Cellulose saccharification using functional charcoals
metadata.teses.dc.creator: Miranda, Mayara de Souza
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/0606698203229779
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Bianchi, Maria Lúcia
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Leal Neto, Jonas
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Gurgel, Leandro Vinícius Alves
metadata.teses.dc.subject: Hidrólise
Catálise heterogênea
Celulose - Sacarificação
Hydrolysis
Heterogeneous catalysis
Cellulose - Saccharification
metadata.teses.dc.date.issued: 21-Aug-2017
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
metadata.teses.dc.identifier.citation: MIRANDA, M. de S. Sacarificação da celulose utilizando carvões funcionalizados. 2017. 57 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2017.
metadata.teses.dc.description.resumo: A hidrólise ou sacarificação da biomassa celulósica produz a glicose (além de outros açúcares) que é fermentada para a obtenção do etanol de segunda geração. Um dos desafios desse processo é fazer a hidrólise com boa conversão de açúcares e bons rendimentos em glicose. Neste trabalho foram preparados catalisadores a partir de materiais carbonáceos, com o objetivo de utilizá-los em reações de hidrólise da celulose. Os precursores dos catalisadores foram a casca de café carbonizada (CCC) e o carvão ativado comercial (CAC). Ambos foram funcionalizados por meio do processo de sulfonação, obtendo-se então CCCS (casca de café carbonizada sulfonada) e o CACS (carvão ativado comercial sulfonado). Os materiais foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Termogravimetria (TG), Fluorescência de Raios-X (XRF), Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR) e Análise Elementar (CHNS-O). As caracterizações dos catalisadores indicaram que o processo de sulfonação foi mais eficiente para o carvão obtido da casca do café carbonizada (CCC) se comparado ao carvão ativado comercial (CAC). Posteriormente, foram conduzidas reações de hidrólise da celulose microcristalina (CMC), da celobiose (CB) e do bagaço de cana-de-açúcar (BC), utilizando os catalisadores preparados. Para avaliar os produtos das reações foram determinados os rendimentos em açúcares redutores totais (%ART), utilizando-se o método do DNS, e a quantidade de glicose, por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC). De maneira geral, maiores quantidades de glicose foram obtidas a partir da hidrólise da celobiose utilizando o catalisador CCCS (34338mg/L). Rendimento em glicose 24% superior à referência. Maiores % de ART e glicose foram obtidas para as reações de hidrólise da celulose microcristalina utilizando o CCCS como catalisador, 15,2% e 20492mg/L respectivamente, se comparadas às reações utilizando o bagaço de cana-de-açúcar. Já para o bagaço de cana-deaçúcar o catalisador CACS apresentou uma maior conversão em glicose em relação aos demais catalisadores. À vista disso, pôde-se constatar que o catalisador CCCS mostrou-se mais eficiente na reação de sacarificação da celulose e celobiose para obtenção da glicose.
metadata.teses.dc.description.abstract: The hydrolysis or saccharification of cellulosic biomass produces glucose (besides other sugars), that undergo to fermentation to obtain a second-generation ethanol. One of the challenges of this assay is to process the hydrolysis into glucose with higher conversion rate of sugars and good yields. In this work, catalysts were prepared from carbonaceous materials, aiming of using them in cellulose hydrolysis reactions. Precursors of the catalysts were carbonized coffee husk (CCC) and commercial activated charcoal (CAC). Both precursors were functionalized by sulfonation process, obtaining CCCS (sulfonated carbonized coffee husk) and CACS (sulfonated commercial activated carbon). The materials were characterized by the following techniques: Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetric analysis (TGA), X-ray Fluorescence (XRF) and Infrared Spectroscopy (FTIR) and Elemental Analysis (CHNS-O). Characterization results of the catalysts indicated that the sulfonation process has been more efficient for the carbon originated from the carbonized coffee husk (CCC) compared to the commercial activated charcoal (CAC). Afterwards, hydrolysis reactions of microcrystalline cellulose (CMC), cellobiose (CB) and sugarcane bagasse (BC) were conducted using the catalysts prepared. To evaluate reaction products, yields of total reducing sugars (% ART) were determined using the DNS method, and the amount of glucose by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). In general, higher amounts of glucose were obtained from the hydrolysis of cellobiose using the CCCS catalyst (34338mg/L). Glucose Yield was 24% higher than reference. Higher percentages of ART and glucose were obtained for hydrolysis reactions of microcrystalline cellulose using the CCCS as a catalyst, 15,2% e 20492mg/L respectively, when compared to reactions with sugarcane bagasse. About sugarcane bagasse, the CACS catalyst showed a higher conversion rate to glucose than the other catalyst. Therefore, CCCS catalyst proved to be more efficient in obtaining glucose from cellulose and cellobiose.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/15246
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: por
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