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Title: Avaliação da aplicação da argila bentonita como catalisador no processo de pré-tratamento do sabugo de milho.
Other Titles: Evaluation of the application of bentonite clay as a catalyst in the corn cob pretreatment process.
???metadata.dc.creator???: NEVES, José Davi dos Santos.
???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;Argila bentonina;Sabugo de milho;Catálise heterogênea;Bioprocessos;Atividade catalítica - argila bentonita;Planejamento fatorial;Argila tratada;Lignocellulosic biomass;Bentonite clay;Corn cob;Heterogeneous catalysis;Catalisador;Catalytic activity - bentonite clay
Issue Date: 4-Dec-2019
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: NEVES, José Davi dos Santos. Avaliação da aplicação da argila bentonita como catalisador no processo de pré-tratamento do sabugo de milho. 2019. 56f. (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, 2019. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/12977
???metadata.dc.description.resumo???: O cultivo e o processamento de milho geram uma quantidade considerável de resíduos que podem causar impactos ambientais, se não forem descartados corretamente. Dentre estes, destaca-se o sabugo, uma biomassa lignocelulósica, que pode ser reaproveitado como matéria prima na geração de energia e de produtos com alto valor agregado. A aplicação de uma etapa de pré-tratamento a este tipo de material pode promover a ruptura do complexo lignina-celulose-hemicelulose, tornando-o apto a aplicação em bioprocessos. Nesse contexto, alguns catalisadores têm sido estudados, devido a benefícios como a possível reutilização, a fácil remoção do meio reacional e a geração de efluentes com menos poluentes. Uma alternativa é utilizar argilas, materiais naturais, que apresentam elevada área superficial e diversas propriedades pertinentes à catálise. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade catalítica da argila bentonita no processo de pré-tratamento da biomassa lignocelulósica do sabugo de milho. Os testes de pré-tratamento foram conduzidos em autoclave a 120 °C, sem catalisador e na presença da bentonita, in natura e tratada com ácido. Aplicou-se o 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. Em seguida, os testes foram realizados em escala ampliada, aplicando-se a argila tratada para as condições do planejamento que geraram os melhores resultados em relação à quantidade de AR gerada. Após o teste em escala ampliada, realizou-se a separação do produto sólido e repetiu-se o pré-tratamento com a argila recuperada, para verificar a possibilidade de sua reutilização. Os melhores resultados foram obtidos para um tempo de 180 minutos e massa de argila de 5,0 g, sendo observados 143,20 mg.mL-1 de AR, indicando que a bentonita acidificada apresenta atividade catalítica. Ao ampliar a escala, foram observados 118,26 mg.mL-1 de AR e a redução da fração holocelulósica no produto sólido, comprovando a atividade catalítica da argila tratada. A reutilização da argila proporcionou alterações discretas no teor de AR do meio reacional e na composição do produto sólido. Com isso, é possível afirmar que a argila tratada pode ser aplicada como catalisador no pré-tratamento do sabugo de milho e que a sua reutilização, nas condições estudadas, é inviável.
Abstract: Corn cultivation and processing generates a considerable amount of waste that can cause environmental impacts if not disposed of properly. Among these, we highlight the cob, a lignocellulosic biomass, which can be reused as raw material in the generation of energy and products with high added value. Applying a pretreatment step to this type of material can promote the rupture of the lignin-cellulose-hemicellulose complex, making it suitable for application in bioprocesses. In this context, some catalysts have been studied due to benefits such as possible reuse, easy removal of the reaction medium and generation of less polluting effluents. Thus, the objective of this work was to evaluate the catalytic activity of bentonite clay in the pretreatment process of lignocellulosic biomass, corn cob. Pretreatment tests were conducted in an autoclave at 120 ° C, without catalyst and in the presence of bentonite, fresh and acid-treated. Factorial design 2² with three repetitions at the central point was applied to evaluate the influence of reaction time and catalyst mass on the amount of reducing sugars (RS) present in the reaction medium. Then, the tests were performed on a larger scale, applying the treated clay to the planning conditions that generated the best results in relation to the amount of RS generated. After the extended scale test, the solid product was separated and the pretreatment with the recovered clay repeated to verify the possibility of reuse. The best results were obtained for a time of 180 minutes and clay mass of 5.0 g, with 143.20 mg.mL-1 RS, indicating that acidified bentonite has catalytic activity. By increasing the scale, 118.26 mg.mL-1 RS and the reduction of holocellulosic fraction in the solid product were observed, proving the catalytic activity of the treated clay. Reuse of clay provided slight changes in the AR content of the reaction medium and solid product composition. Thus, it is possible to affirm that the treated clay can be applied as a catalyst in the corn cob pretreatment and that its reuse, under the studied conditions, is not feasible.
Keywords: Biomassa lignocelulósica
Argila bentonina
Sabugo de milho
Catálise heterogênea
Bioprocessos
Atividade catalítica - argila bentonita
Planejamento fatorial
Argila tratada
Lignocellulosic biomass
Bentonite clay
Corn cob
Heterogeneous catalysis
Catalisador
Catalytic activity - bentonite clay
???metadata.dc.subject.cnpq???: Biotecnologia
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/12977
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