Pré-tratamento hidrotérmico do bagaço de malte (BSG) visando a produção de etanol de segunda geração

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dc.contributor.advisor-co1Rodrigues, Dasciana de Sousa
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8321796631800718eng
dc.contributor.advisor1Montano, Inti Doraci Cavalcanti
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8547423775951223eng
dc.contributor.referee1Montano, Inti Doraci Cavalcanti
dc.contributor.referee2Rodrigues, Dasciana de Sousa
dc.contributor.referee3Freitas, Fernanda Ferreira
dc.contributor.referee4Delabona, Priscila da Silva
dc.creatorMaione, Nicole Ribeiro
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3653058801756128eng
dc.date.accessioned2019-04-03T13:51:40Z
dc.date.issued2019-02-26
dc.description.abstractBrazil is the third largest producer of beer in the world and brewer’s spent grain (BSG) is the main residue of this industry. As a low-cost, available lignocellulosic material, it has become an attractive alternative for the production of biofuels and other chemicals. Thus, to be able to take advantage of BSG as a raw material it must first be pre-treated. Hydrothermal pre- treatment allows the removal of the fraction of hemicellulose present in the lignocellulosic material and brake the lignocellular crystallinity. In this work, initially was performed the characterization of the BSG in natura, obtaining 25.1% of cellulose, 20.9% of hemicellulose, 20.3% of lignin and 28.0% of proteins. Evaluating the effect of temperature and time of hydrothermal pretreatment, the best result was at 160°C and 60 min, with cellulose yield of 64.8% and removal of hemicellulose of 62.0%. In a second experiment, the temperature and solids content of the pretreatment and its effect on the enzymatic hydrolysis were analyzed, obtained better glucose yield, 74.1%, in the enzymatic hydrolysis of the pretreated at 180°C and 40 g of dry BSG, containing 0.020 g furfural, 0.062 g HMF and 0.902 g acetic acid (per 100 g dry BSG) which are inhibitors of the fermentation process. As the present study aimed at the production of 2G ethanol by fermentation, the condition of pretreatment 160 °C, 80 g was chosen for the pretreatment kinetic study, since it presented a high glucose yield, 66.3%, and a lower concentration of inhibitors of the fermentation process with 0.020 g Furfural 0.020 g HMF and 0.444 g acetic acid (per 100 g dry BSG). In a second condition, pretreatment kinetics were performed for comparison reasons (200°C / 80g). Samples were withdrawn at times 0, 5, 10, 20, 40 and 60 min. Results showed that the reaction time of 10 min obtained better cellulose yield in the solid fraction at 160°C and at 200°C the highest yield of cellulose was in 5 min. In the liquid fraction, the concentrations of oligomers did not change significantly when varied the reaction time at 160°C, while in the temperature of 200°C there was a considerable increase of oligomers in 5 minutes. The amounts of glucose released in the processes studied were not satisfactory high to consider hydrothermal pretreatment to BSG as feasible for the production of second generation ethanol.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2019-04-03T13:44:17Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Nicole Ribeiro Maione - 2019.pdf: 3111729 bytes, checksum: 4a8a2d983ea2eb5bde203fd84d3d97e9 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)eng
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dc.description.resumoO Brasil é o terceiro maior produtor de cerveja do mundo e o bagaço de malte (BSG) é o principal resíduo dessa indústria. Por ser um material lignocelulósico disponível e de baixo custo, tornou-se uma alternativa atraente para a produção de biocombustíveis e outros produtos químicos. Assim, para poder aproveitar o BSG como matéria prima este deve passar primeiro por processo de pré-tratamento. O pré-tratamento hidrotérmico permite retirar a fração de hemicelulose presente no material lignocelulósico e quebrar a cristalinidade da lignocélula. Neste trabalho, inicialmente foi realizada a caracterização do BSG in natura, obtendo 25,1% de celulose, 20,9% de hemicelulose, 20,3% de lignina e 28,0% de proteínas. Avaliando o efeito da temperatura e do tempo do pré-tratamento hidrotérmico, o melhorresultado obtido foi a 160°C e 60 min, com rendimento de celulose de 64,8% e remoção de hemicelulose de 62,0%. Em um segundo experimento, a temperatura e quantidade de sólidos do pré-tratamento e seu efeito na hidrólise enzimática foram analisadas, obteve melhor rendimento de glicose, 74,1%, na hidrólise enzimática do pré-tratado a 180°C e 40 g de BSG seco, apresentando 0,020 g de furfural, 0,062 g HMF e 0,902 g ácido acético (por 100 g de BSG seco) que são inibidores do processo de fermentação. Como o presente estudo visa a produção de etanol 2G por via fermentativa, a 160°C, 80 g foi escolhida para o estudo cinético de pré-tratamento, um vez que apresentou um rendimento de glicose alto, 66,3%, e menor concentração de inibidores do processo de fermentação com 0,020 g Furfural 0,020 g HMF e 0,444 g ácido acético (por 100 g de BSG seco). Em uma segunda condição foi realizada a cinética de pré-tratamento por motivos de comparação (200°C/80g). Amostras foram retiradas nos tempos 0, 5, 10, 20, 40 e 60 min. Resultados obtidos apontaram que o tempo reacional de 10 min obteve melhor rendimento de celulose na fração sólida para a temperatura de 160°C e para a temperatura de 200°C o maior rendimento de celulose foi em 5 min. Na fração líquida, as concentrações de oligômeros não sofreram grandes alterações ao se variar o tempo reacional na temperatura de 160°C, enquanto na temperatura de 200°C houve um aumento considerável de oligômeros em 5 minutos. As quantidades de glicose liberadas nos processos estudadas não foram satisfatórias o suficiente para considerar o pré- tratamento hidrotérmico ao BSG como viável para a produção de etanol de segunda geraçãoeng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESeng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationMAIONE, N. R. Pré-tratamento hidrotérmico do bagaço de malte (BSG) visando a produção de etanol de segunda geração. 2019. 54 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2019.eng
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/9426
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentInstituto de Química - IQ (RG)eng
dc.publisher.initialsUFGeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Química (IQ)eng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCelulosepor
dc.subjectHemicelulosepor
dc.subjectGrau de severidadepor
dc.subjectCinética de reaçãopor
dc.subjectCelluloseeng
dc.subjectHemicelluloseeng
dc.subjectSeverity factoreng
dc.subjectReaction kineticseng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAeng
dc.titlePré-tratamento hidrotérmico do bagaço de malte (BSG) visando a produção de etanol de segunda geraçãoeng
dc.title.alternativeHydrothermal pretreatment of brewer’s spent grain aiming second generation ethanoleng
dc.typeDissertaçãoeng

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