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Estudo da hidrólise ácida e enzimática da polpa de sisal

Processo: 12/21576-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de março de 2013
Vigência (Término): 31 de julho de 2014
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Elisabete Frollini
Beneficiário:Joice Jaqueline Kaschuk
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Celulose   Sisal

Resumo

O presente projeto visa realizar a despolimerização da celulose, extraída do sisal, via hidrólises ácida e enzimática, o que deve resultar em açúcares fermentescíveis que são necessários para a produção do etanol, também chamado de bioetanol ou etanol celulósico, a fim de diferenciar do que pode ser obtido via rota petroquímica. A polpa celulósica de partida será proveniente das fibras de sisal, tendo sido a mesma escolhida devido ao curto ciclo de crescimento da planta, pelo alto teor de celulose da fibra de sisal, assim como pelo fato de o Brasil ser o maior produtor mundial desta fibra. A polpa celulósica de sisal será submetida a mercerização (tratamento com solução alcalina aquosa), via ultrassom, visando principalmente um aumento na área de superfície da polpa, diminuição da cristalinidade, e a eliminação de hemiceluloses, parâmetros estes que têm influência na próxima etapa (hidrólise). As polpas tratadas e não tratadas serão caracterizadas quanto ao teor de alfa celulose, massa molar média, distribuição de tamanho de fibras e cristalinidade. As polpas celulósicas tratadas serão submetidas a hidrólises ácidas em ácido sulfúrico em concentrações variadas, em um reator exclusivo para o processo, sob uma temperatura de 100ºC. Esta temperatura foi selecionada a partir de estudos anteriores. As hidrólises enzimáticas serão realizadas utilizando um complexo enzimático comercial e um complexo enzimático obtido através do crescimento de fungos marinhos e terrestres, nos meios de cultura com extrato de malte 2%, água do mar artificial. A polpa celulósica será adicionada a um sistema tampão de citrato, a um pH de aproximadamente 5, inicialmente com variação de aproximadamente 0,1, 0,3 e 0,5 mL de complexo enzimático para cada grama de polpa. Dependendo dos resultados iniciais, outras razões complexo enzimático/polpa poderão ser usados. Alíquotas serão retiradas em determinados intervalos de tempo, tanto na hidrólise ácida como nas enzimáticas, sendo a polpa não reagida separada do licor. A polpa não reagida será caracterizada quanto a massa molar média, distribuição de tamanho de fibras e cristalinidade, a fim de avaliar como estes parâmetros se modificam durante o curso das reações. Os licores serão caracterizados quanto ao teor de açúcares e produtos de decomposição. Os resultados que serão obtidos permitirão agregar conhecimento sobre o comportamento desta polpa sob condições de hidrólise ácida e enzimática, assim como será possível comparar a eficiência dos diferentes processos de hidrólise entre si. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
KASCHUK, JOICE JAQUELINE; LACERDA, TALITA MARTINS; FROLLINI, ELISABETE. Investigating effects of high cellulase concentration on the enzymatic hydrolysis of the sisal cellulosic pulp. International Journal of Biological Macromolecules, v. 138, p. 919-926, OCT 1 2019. Citações Web of Science: 0.
KASCHUK, JOICE JAQUELINE; FROLLINI, ELISABETE. Effects of average molar weight, crystallinity, and hemicelluloses content on the enzymatic hydrolysis of sisal pulp, filter paper, and microcrystalline cellulose. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 115, p. 280-289, MAY 2018. Citações Web of Science: 7.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
KASCHUK, Joice Jaqueline. Hidrólise enzimática da polpa celulósica de sisal. 2014. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos São Carlos.

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