OPTIMIZATION OF ALKALINE, ACIDIC, IONIC LIQUID AND OXIDATIVE PRETREATMENTS FOR COCONUT WASTE CONVERSION INTO FERMENTABLE SUGARS
Cocos nucifera L.é uma palmeira de suma importância nas indústrias de alimentos e química, embora mais de 50% de sua biomassa seja descartada como lixo. O objetivo do estudo consiste em investigar diferentes pré-tratamentos em cascas de coco (CH), baseados em ácidos, alcalinos, líquidos iônicos (IL) e peroxidativos, a fim de produzir açúcares fermentáveis. Fatores de gravidade foram calculados para pré-tratamentos; os valores variaram de 0,3 a 1,7 para peróxido, de 0,01 a 1,4 para alcalina, de 1,4 a 2,8 para ácido e de 2,0 a 3,0 para líquido iônico. Os pré-tratamentos foram otimizados (tempo e temperatura) para maximizar o rendimento de açúcar e remover a lignina total após a hidrólise ácida. A redução do rendimento de açúcar (70%) foi maior quando o resíduo de CH foi pré-tratado alcalino por 2 horas a 76,21 ° C. A maior taxa de remoção de lignina foi registrada quando soluções alcalinas (21,4%) e peróxido (27,2%) foram usadas. A IL não aumentou o rendimento de açúcar e não foi eficaz na remoção de lignina. Esses resultados foram confirmados por espectroscopia no infravermelho, enquanto a microscopia eletrônica de varredura mostrou aumento da porosidade da biomassa durante os pré-tratamentos alcalinos, ácidos e peróxidos. A IL mostrou alterações pequenas e não significativas. O índice de cristalinidade aumentou notavelmente após cada pré-tratamento; além disso, estava diretamente associado ao teor de açúcar.
OPTIMIZATION OF ALKALINE, ACIDIC, IONIC LIQUID AND OXIDATIVE PRETREATMENTS FOR COCONUT WASTE CONVERSION INTO FERMENTABLE SUGARS
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Palavras-chave: biomassa, desenho experimental, superfície de resposta, produção de açúcar, produção de lignina
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Keywords: Biomass, experimental design, response surface, sugar yield, lignin yield.
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Abstract:
Cocos nucifera L. is a palm tree of paramount importance in the food and chemistry industries, although over 50% of its biomass is discarded as waste. The aim of the study is to investigate different pretreatments in to coconut husks (CH), based on acid, alkaline, ionic liquid(IL), and peroxidative, in order to produce fermentable sugars. Severity factors were calculated for pretreatments; values ranged from 0.3 to 1.7 for peroxide, from 0.01 to 1.4 for alkaline, from 1.4 to 2.8 for acid and from 2.0 to 3.0 for ionic liquid. Pretreatments were optimized (time and temperature) to maximize the sugar yield and to remove the total lignin after acid hydrolysis. Reducing sugar yield (70%) was higher when CH waste was alkaline-pretreated for 2 h at 76.21 °C. The highest lignin removal rate was recorded when alkaline (21.4%) and peroxide solutions (27.2%) were used. The IL did not increase sugar yield and was not effective in lignin removal. These outcomes were confirmed through infrared spectroscopy, whereas scanning electron microscopy showed increased biomass porosity during alkaline, acid and peroxide pretreatments. The IL showed little and non-significant changes. The crystallinity index notably increased after each pretreatment; besides, it was directly associated with sugar content.
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Número de páginas: 19
- Magale Karine Diel Rambo
- Michele Cristiane Diel Rambo
- Cláudio Carneiro Santana Junior
- Mateus Rodrigues Brito
- Yara Karla de Salles Nemet
- Polyana Morais de Melo
