Factorial design of experiments for extraction and screening analysis of organic compounds in hydrochar and its process water of sugar cane bagasse and vinasse

Autor(es)

Laranja, Marcio Justi ^[1] ; Julio da Silva, Renata Cristina ^[1] ; Bisinoti, Marcia Cristina ^[1] ; Moreira, Altair Benedito ^[1] ; Boscolo, Mauricio ^[2] ; Ferreira, Odair Pastor ^[3] ; Melo, Camila de Almeida ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Sao Paulo State Univ UNESP, Inst Biociencias Letras & Ciencias Exatas Ibilce, Dept Quim & Ciencias Ambientais, Lab Estudos Ciencias Ambientais, Sao Jose do Rio Preto Campus, BR-15054000 Sao Jose Do Rio Preto, SP - Brazil

^[2] Sao Paulo State Univ UNESP, Inst Biociencias Letras & Ciencias Exatas Ibilce, Dept Quim & Ciencias Ambientais, Lab Sucroquim & Quim Analit, Sao Jose do Rio Preto Campus, BR-15054000 Sao Jose Do Rio Preto, SP - Brazil

^[3] Univ Fed Ceara UFC, Dept Fis, Lab Mat Funcionais Avancados LaMFA, POB 6030, BR-60455900 Fortaleza, Ceara - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY; v. 12, n. 1, SI, p. 81-90, JAN 2022.
• Citações Web of Science: 3

Resumo

The extraction of non-volatile (NVOC), semi-volatile (SVOC), and volatile (VOC) organic compounds in water and soil samples follows well-defined protocols, already described in the specialized literature. However, for environmental matrices that are either new, complex, or difficult to define, an adaptation of the extraction procedures needs to be made. Thus, the main purpose of this paper was to find the best conditions for the extraction of NVOC, SVOC, and VOC in complex matrix samples (hydrochar-HC and process water-PW) resulting from the hydrothermal carbonization of sugar cane bagasse and vinasse. For this, a factorial design (FD) was carried out for each type of extraction and sample. Solvent and temperature were the most determining parameters for the extraction processes. The best extraction conditions for NVOC from HC were obtained using acetone, during 8 h of reflux at Soxhlet and 1.00 g of HC (50 NVOCs), while for SVOC the best conditions were those using acetone, 40 min of ultrasound, and 1.00 g of HC (50 SVOCs). For NVOC from PW, the derivatization conditions that allowed the best extraction were found at 80 degrees C, 30 min, and 150 mu L of PW (36 NVOCs), while for SVOC, the best conditions of extraction were those using dichloromethane and 20 min in single extraction (34 SVOCs). For VOC from HC, the best conditions were 80 degrees C and 30 min (39 VOCs), while, from PW, these were 40 degrees C and 30 min (48 VOCs) of headspace equilibrium. In this way, FD enabled the adaptation of the extraction procedures for hydrochar and process water, making screening by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis possible. (AU)

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• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 11/00574-1 - Estudo da dinâmica dos agrotóxicos glifosato e fipronil e seus derivados na bacia hidrográfica do Turvo/Grande-SP
• Beneficiário: Altair Benedito Moreira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 05/51242-8 - Emprego de indicadores de qualidade de água e outras ferramentas de gestão ambiental para avaliar o efeito das atividades antrópicas sobre os rios Preto, Turvo e Grande na região de São José do Rio Preto
• Beneficiário: Márcia Cristina Bisinoti
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 15/22954-1 - Transporte de metais e caracterização da matéria orgânica natural de rios da região de Itacoatiara, Amazônia
• Beneficiário: Márcia Cristina Bisinoti
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• Processo FAPESP: 18/15733-7 - Avaliação do emprego de carvão hidrotérmico para fins agrícola e de carvão magnético como material adsorvente
• Beneficiário: Márcia Cristina Bisinoti
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Processo FAPESP: 14/22400-3 - Avaliação do potencial de reuso da água-mãe e do hidrochar obtidos a partir da carbonização hidrotérmica da vinhaça e bagaço de cana-de-açúcar com vistas a aplicação agrícola
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• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 12/23066-4 - O papel das substâncias húmicas aquáticas na disponibilidade de metais tóxicos e proposta de um indicador para labilidade de matéria orgânica em ambientes aquáticos
• Beneficiário: Márcia Cristina Bisinoti
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 13/21776-7 - Desenvolvimento de hidrochar a partir de resíduos da indústria sucroalcooleira utilizando carbonização hidrotérmica visando aplicações agrícolas
• Beneficiário: Camila de Almeida Melo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado