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Title: Avaliação do potencial da casca de mandioca para aplicações em processos biotecnológicos.
Other Titles: Evaluation of the potential of cassava peel for applications in biotechnological processes.
???metadata.dc.creator???: SILVA, Kátia Cristina Barbosa da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: NUNES, Bruno Rafael Pereira.
???metadata.dc.contributor.referee1???: LIMA, Lenilde Mérgia Ribeiro.
???metadata.dc.contributor.referee2???: RIBEIRO, George do Nascimento.
Keywords: Biomassa lignocelulósica;Processos Biotecnológicos;Fontes alternativas de energia;Biocombustível - mandioca;Casca de mandioca;Lignocellulosic biomass;Biotechnological Processes  ;Alternative energy sources  ;Biofuel - cassava  ;Cassava peel
Issue Date: 13-Jan-2020
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, Kátia Cristina Barbosa da. Avaliação do potencial da casca de mandioca para aplicações em processos biotecnológicos. 2019. 53f. (Trabalho de Conclusão de Curso – Monografia), Curso de Engenharia de Biotecnologia e Bioprocessos, Centro de Desenvolvimento Sustentável do Semiárido, Universidade Federal de Campina Grande, Sumé – Paraíba – Brasil, 2020.
???metadata.dc.description.resumo???: Com o desenvolvimento urbano-industrial e o aumento da população, houve um crescimento significativo na demanda das matrizes energéticas. Com isso, a geração de resíduos aumentou gradativamente, associado ao desperdício no uso de insumos, às perdas entre a produção e o consumo e aos materiais que são gerados ao longo da cadeia de produção agroindustrial. Neste sentido, a busca por fontes alternativas e renováveis, capazes de minimizar os impactos ambientais e diversificar a matriz energética, tem aumentado. Com isso, a biomassa lignocelulósica vem ganhando destaque por ser uma fonte renovável e abundante. Atualmente, tem-se estudado diversos tipos de pré-tratamentos para reduzir a recalcitrância da biomassa lignocelulósica com intuito de aumentar sua digestibilidade química/enzimática, para que esta possa ser utilizada na produção de etanol e/ou outros bioprodutos de valor agregado. O presente trabalho teve por objetivo a avaliação da aplicabilidade da biomassa proveniente do processamento de raízes de mandioca (Manihot esculenta Crantz) (casca), como potencial matéria-prima na geração de produtos químicos e/ou biocombustíveis, por meio de sua caracterização. Além disso, realizar uma etapa de pré-tratamento, para disponibilização de parte dos açúcares presentes na fração holocelulósica e redução da recalcitrância do material. Inicialmente, foram determinados os teores de umidade, cinzas, extrativos, lignina e holocelulose (celulose + hemicelulose), além da quantidade de açúcares redutores pelo método do DNS (Ácido 3,5-Dinitrosalicílico). Posteriormente, foram realizados ensaio de pré-tratamento hidrotérmico, catalisado pela argila bentonita ativada com ácido sulfúrico. Os testes foram conduzidos em autoclave a 120 °C, com e sem catalisador. Os experimentos seguiram as condições estabelecidas em um planejamento fatorial 2² com três repetições no ponto central, para avaliar a influência do tempo de reação e da massa de catalisador sobre a quantidade de açúcares redutores (AR) presentes no meio reacional. A partir dos resultados, referentes à caracterização, destaca-se o resultado obtido para a holocelulose, sendo possível verificar um teor superior a 70%, sendo este considerado significativo, habilitando a biomassa como potencial matéria-prima para diversos bioprocessos, visando à obtenção de produtos com alto valor agregado. Foram observados baixos teores de umidade, lignina, cinzas e extrativos, sendo os resultados, respectivamente, 2,32%, 7,91%, 4,02% e 6,16%. Em relação à etapa de pré-tratamento, os melhores resultados foram obtidos para um tempo de 180 minutos e massa de argila de 5,0 g, sendo observados 59,33 mg.mL-1 de AR, indicando que a bentonita acidificada apresenta atividade catalítica. Entretanto, a análise estatística evidenciou que, para um nível de confiança de 95%, nenhum dos fatores apresenta efeito significativo sobre a quantidade de AR gerado. Assim, verificou-se que o material estudado pode ser aplicado em bioprocessos que permitirão a obtenção de produtos químicos e de biocombustíveis com alto valor agregado, mostrando a riqueza presente em resíduos que na maioria das vezes são descartados de forma inadequada.
Abstract: With the urban-industrial development and the increase of the population, there was a significant growth in the demand for energy sources. As a result, the generation of waste gradually increased, associated with waste in the use of inputs, losses between production and consumption and the materials that are generated along the agro-industrial production chain. In this sense, the search for alternative and renewable sources, capable of minimizing environmental impacts and diversifying the energy matrix, has increased. As a result, lignocellulosic biomass is gaining prominence for being a renewable and abundant source. Currently, several types of pre-treatments have been studied to reduce the recalcitrance of lignocellulosic biomass in order to increase its chemical / enzymatic digestibility, so that it can be used in the production of ethanol and / or other value-added bioproducts. The present study aimed to assess the applicability of biomass from the processing of cassava roots (Manihot esculenta Crantz) (bark), as a potential raw material in the generation of chemical and / or biofuels products, through its characterization. In addition, perform a pre-treatment step, to make part of the sugars present in the holocellulosic fraction available and reduce the recalcitrance of the material. Initially, moisture, ash, extractives, lignin and holocellulose (cellulose + hemicellulose) contents were determined, in addition to the amount of reducing sugars by the DNS method (3,5-Dinitrosalicylic acid). Subsequently, a hydrothermal pretreatment test was carried out, catalyzed by bentonite clay activated with sulfuric acid. The tests were conducted in an autoclave at 120 ° C, with and without catalyst. The experiments followed the conditions established in a 2² factorial design with three repetitions at the central point, to assess the influence of reaction time and catalyst mass on the amount of reducing sugars (AR) present in the reaction medium. From the results, referring to the characterization, the result obtained for holocellulose stands out, being possible to verify a content above 70%, which is considered significant, enabling biomass as a potential raw material for several bioprocesses, aiming to obtain products with high added value. Low levels of moisture, lignin, ash and extracts were observed, with the results being, respectively, 2.32%, 7.91%, 4.02% and 6.16%. In connection with the pre-treatment stage, the best results were obtained for a 180-minute time and a 5.0 g clay mass, with 59.33 mg.mL-1 of AR being observed, indicating that acidified bentonite has activity catalytic. However, the statistical analysis showed that, for a 95% confidence level, none of the factors has a significant effect on the amount of RA generated. Thus, it was found that the studied material can be applied in bioprocesses that will allow obtaining chemicals and biofuels with high added value, showing the richness present in residues that most of the time are disposed of inappropriately.
Keywords: Biomassa lignocelulósica
Processos Biotecnológicos
Fontes alternativas de energia
Biocombustível - mandioca
Casca de mandioca
Lignocellulosic biomass
Biotechnological Processes  
Alternative energy sources  
Biofuel - cassava  
Cassava peel
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/12768
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