Browsing by Author "Bittencourt, Gustavo Amaro"

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    Fracionamento de bagaço de cana-de-açúcar por pré-tratamentos hidrotérmico e oxidativo avançado para produção de etanol de segunda geração e biogás.
    (2019) Bittencourt, Gustavo Amaro; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Baêta, Bruno Eduardo Lobo; Silva, Deusanilde de Jesus; Brandão, Rogélio Lopes; Gurgel, Leandro Vinícius Alves
    A produção de etanol a partir de biomassa lignocelulósica é uma alternativa viável para os desafios e problemas ambientais ocasionados pelo uso excessivo de combustíveis fósseis, além de satisfazer o conceito de biorrefinaria. O desenvolvimento de métodos de pré-tratamento econômicos que tornem a estrutura da biomassa lignocelulósica acessível à enzimas, para que por meio da hidrólise enzimática sejam liberados açúcares de 5 e 6 carbonos de forma eficiente é um dos temas recorrentes da produção de biocombustíveis a partir de materiais lignocelulósicos. A presente pesquisa avaliou a aplicação de um fracionamento em trêsetapas para o bagaço de cana-de-açúcar, pré-tratamento hidrotérmico seguido de extração alcalina e oxidativo avançado em meio alcalino, para a produção de etanol de segunda geração (E2G) e biogás. As condições do hidrotérmico utilizadas para se obter o bagaço pré-tratado foram de 183°C, ~41 min e razão líquido-sólido (RLS) de 3,94 mL g-1. Para investigar a deslignificação do bagaço de cana pré-tratado por hidrotérmico foi utilizado um planejamento Doehlert, cujas condições experimentais foram avaliadas por meio das variáveis independentes carga de peróxido de hidrogênio aplicada por grama de bagaço (g H2O2 g BC-1), RLS e tempo. Os efeitos das variáveis independentes nas respostas teor de celulose, deslignificação e conversão enzimática de celulose a glicose foram analisados no programa Statistica® 12. Elevados valores de deslignificação combinados com elevadas preservações de celulose na fração sólida e conversão enzimática foram obtidos a partir do uso de baixas cargas de peróxido de hidrogênio e quantidades de água. A condição otimizada encontrada foi de RLS de 9,7 mL g-1, 0,3 g H2O2 g BC-1 e tempo de 8 h, atingindo-se um rendimento de 77,9% e uma conversão enzimática de 88,9%. Na etapa de fermentação à etanol uma conversão de 89,4% foi alcançada, gerando a produção de 150,5 kg etanol ton BC-1. Além disso, as correntes residuais do processo passaram por um processo de digestão anaeróbia, produzindo um total de 0,273 Nm3 CH4 kg DQO-1. Isto demonstra o elevado potencial bioenergético da estratégia de fracionamento da biomassa adotada no presente estudo dentro do contexto de biorrefinaria lignocelulósica.
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    Fractionation of sugarcane bagasse using hydrothermal and advanced oxidative pretreatments for bioethanol and biogas production in lignocellulose biorefineries.
    (2019) Bittencourt, Gustavo Amaro; Barreto, Elisa da Silva; Brandão, Rogélio Lopes; Baeta, Bruno Eduardo Lobo; Gurgel, Leandro Vinícius Alves
    The fractionation of sugarcane bagasse (SB) by hydrothermal pretreatment (HP, autohydrolysis) followed by alkaline extraction (AE) and advanced oxidative pretreatment (AOP) for production of second-generation ethanol and biogas was investigated. The AOP of SB was optimized using a Doehlert design, varying the applied H2O2 load, liquid-to-solid ratio (LSR), and time. The responses evaluated were yield (Y), residual cellulose (RC), delignification (DE), and enzymatic conversion (EC). The AE of SB pretreated by HP led to 61.8% DE (using 0.2 mol L−1 NaOH). This high lignin removal enabled substantial savings of H2O2 in the AOP. The optimized AOP conditions led to 78% Y, 82.2% RC, 42.7% DE, and 88.9% EC (overall glucose yield of 60.9%). Fermentation of the enzymatic hydrolysate with Saccharomyces cerevisiae yielded 190.8 Lethanol tonSB−1. Biogas production by anaerobic digestion of residual liquid streams of the pretreatment steps yielded 27.46 NLCH4 kgSB−1. An energy balance was estimated for the SB fractionation.