Valorização/caracterização estrutural da lignina e recuperação/reciclo do líquido iônico prótico 2-HEAA no pré-tratamento do bagaço da cana-de-açúcar

• Processo: 17/06116-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2018
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Aline Carvalho da Costa
• Beneficiário: Pedro Yoritomo Souza Nakasu
• Supervisor: Jason Patrick Hallett
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Imperial College London, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 15/14042-2 - Avaliação do Processo de Pré-tratamento do Bagaço da Cana-de-açúcar com Líquidos Iônicos Próticos para a Produção de Etanol Celulósico, BP.DR
• Assunto(s): Líquidos iônicos Lignina Caracterização estrutural Pré-tratamento Bioprocessos Etanol celulósico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioprocesso | Caracterização estrutural | etanol celulósico | Lignina | líquidos iônicos | pré-tratamento | Bioprocesso

Resumo

Embora não seja muito explorado, o uso de líquidos iônicos próticos (LIP's) pode ser uma alternativa para o fracionamento da lignina do bagaço de cana-de-açúcar e potencialmente alterar sua ultraestrutura. A grande maioria dos trabalhos na literatura utiliza LI's apróticos, cuja produção é muito mais cara do que dos LIP's. Neste trabalho, o processo de pré-tratamento com LIP's será avaliado. O projeto de doutorado - em seu estágio inicial - começou com um screening para investigar a melhor combinação de cátions e ânions (com doze LIP's) e descobriu que o acetato de 2-hidroxietilamônio, 2-HEAA, extraiu com eficiência a lignina do bagaço com perda mínima de carboidratos dissolvidos e proporcionou altas conversões de celulose e hemiceluloses na hidrólise enzimática. Em seguida, o processo de pré-tratamento está passando por uma otimização de parâmetros utilizando-se planejamento experimental. Parâmetros como tempo de pré-tratamento, temperatura, razão sólido: líquido e conteúdo de água precisam ser ajustados para fornecer conversão máxima de carboidratos na hidrólise enzimática e extração de lignina. Após a otimização, o foco será para a recuperação de lignina após a adição de um anti-solvente. As ligninas isoladas dessa forma serão analisadas e caracterizadas de forma completa no Imperial College London. Tal caracterização pode em última análise lançar luz sobre possíveis utilizações e derivatizações de lignina para adicionar valor a este subproduto. O próximo passo chave no desenvolvimento do processo será a reciclagem do líquido iônico. As caracterizações estruturais de 2-HEAA antes e após os pré-tratamentos e reciclos nos ajudarão a entender e correlacionar a presença de compostos da biomassa (ou produtos de degradação de biomassa) com o desempenho geral do LIP medido pela conversão de carboidratos por hidrólise enzimática, assim como fornecer indícios sobre como minimizar as perdas do LIP no processo.

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)

NAKASU, PEDRO Y. S.; CLARKE, COBY J.; RABELO, SANTA C.; COSTA, ALINE C.; BRANDT-TALBOT, AGNIESZKA; HALLETT, JASON P.. Interplay of Acid-Base Ratio and Recycling on the Pretreatment Performance of the Protic Ionic Liquid Monoethanolammonium Acetate. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 8, n. 21, p. 7952-7961, JUN 1 2020. (17/06116-1, 15/14042-2, 16/06142-0, 15/20630-4)