Valorization of sugarcane bagasse C5-fraction by furfural production mediated by renewable glycine-based ionic liquid

Autor(es)

Gomes, Gustavo R. ; Scopel, Eupidio ; Breitkreitz, Marcia C. ; Rezende, Camila A. ; Pastre, Julio C.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS; v. 191, p. 11-pg., 2023-01-01.

Resumo

In this work, a green method to produce furfural from sugarcane bagasse (SCB) acid hydrolysates is proposed via a route mediated by a renewable glycine-based ionic liquid, [GlyIm][HSO4], and using a green biphasic system composed of water (reaction solvent) and 2-methyltetrahydrofuran (2-MeTHF extraction solvent) to avoid side reactions and optimize furfural yields. The process was carried out in two steps: (i) SCB acid hydrolysis and (ii) furfural production from the acid hydrolysates. The best conditions for C5 sugar extraction from sugarcane bagasse (150 degrees C, 30 min, 4% v/v H2SO4) were determined based on a 23 full factorial design. The best conditions extracted up to 85% of hemicellulose, mainly as xylose, resulting in a solid prone to further valorization as a co product. Optimized conditions for furfural production using xylose as the sugar source (180 degrees C for 10 min using 10 eq. of ionic liquid) were also determined using a 23 full factorial design and resulted in 87 & PLUSMN; 2% of furfural yield. According to the Design of Experiments (DoE), higher furfural yields were achieved at 180 degrees C, regardless of the reaction time (10 or 60 min). By applying the optimized conditions for furfural production in the sugarcane hydrolysates, a 90% furfural yield was achieved, and no lignin interference was observed in furfural production. (AU)

• Processo FAPESP: 18/09861-2 - Síntese de novos líquidos iônicos a partir de matérias-primas renováveis para conversão química de biomassa
• Beneficiário: Gustavo Rodrigues Gomes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/23769-1 - Obtenção e aplicações de nanoestruturas provenientes de biomassa vegetal
• Beneficiário: Camila Alves de Rezende
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 14/26378-2 - Desenvolvimento de metodologias e processos de síntese empregando uma nova plataforma tecnológica: a síntese de produtos naturais e derivados com potencial atividade farmacológica assistida por micro e meso reatores contínuos
• Beneficiário: Júlio Cezar Pastre
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 21/06661-5 - Tecnologias facilitadoras para a síntese química sustentável de moléculas plataforma, novas entidades químicas e compostos bioativos
• Beneficiário: Júlio Cezar Pastre
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 20/11578-7 - Tecnologias facilitadoras aliadas à química verde: síntese de compostos com alto valor agregado a partir de derivados de biomassa
• Beneficiário: Júlio Cezar Pastre
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Processo FAPESP: 19/19360-3 - Hidrogéis nanocompósitos inspirados na parede celular vegetal para aplicações biomédicas
• Beneficiário: Eupídio Scopel
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 14/25770-6 - Novas fronteiras em reações de acoplamento cruzado mediadas por paládio: associando catálise enantiosseletiva, ativações C-H, novos materiais e reações em fluxo visando alta eficiência e sustentabilidade em processos sintéticos
• Beneficiário: Carlos Roque Duarte Correia
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático