• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2013.tde-13112013-143039
Documento
Autor
Nome completo
Bruna Harumi Ogata
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2013
Orientador
Banca examinadora
Baptista, Antonio Sampaio (Presidente)
Aguiar, Claudio Lima de
Xavier, Mauro Alexandre
Título em português
Caracterização das frações celulose, hemicelulose e lignina de diferentes genótipos de cana-de-açúcar e potencial de uso em biorrefinarias
Palavras-chave em português
Biomassa lignocelulósica
Biorrefinaria
Caracterização
Classificação
Resumo em português
A cultura da cana-de-açúcar tem grande relevância na economia brasileira. A agroindústria sucroenergética origina uma grande quantidade de sub-produtos, como o bagaço e a palha. Vários estudos têm sido conduzidos no intuito de utilizálos como matéria-prima para a obtenção de diversos produtos, como o etanol celulósico, energia e diversos compostos de interesse industrial. As biomassas lignocelulósicas, como o bagaço da cana, são compostas principalmente de celulose, hemicelulose e lignina, sendo que a proporção de cada componente é dependente de diversos fatores. No caso da cana, há variedades que apresentam diferentes teores de fibra e, ao pensar em utilizar o material residual para geração de produtos de maior valor agregado, é muito importante conhecer a composição dessa fibra. A celulose é um polímero de glicose unido por ligações glicosídicas ?1-4, rígida e muito resistente à hidrólise. A hemicelulose é um polímero de baixa massa molecular composta por pentoses, hexoses, e/ou ácidos urônicos e mais susceptível à hidrólise quando comparada à celulose, uma vez que apresenta menor grau de polimerização. Por fim, a lignina é uma substância hidrofóbica, com estrutura tridimensional e amorfa, altamente ramificada e sintetizada a partir de três precursores, o álcool coniferílico, o álcool sinapílico e o álcool p-cumarílico. Vários compostos de interesse têm sido descobertos nas biomassas lignocelulósicas, neste contexto surgem as biorrefinarias, onde são obtidos produtos de elevado valor agregado e energia por rotas bioquímicas ou termoquímicas e de maneira sustentável. A classificação proposta no trabalho objetiva padronizar posteriores discussões relacionadas à classificação da fibra da cana e auxiliar os melhoristas na obtenção de novas variedades comerciais. O propósito do estudo foi avaliar a constituição da fibra de diversos genótipos de cana-de-açúcar com altos teores de fibra, propor um modelo para classificação da cana-de-açúcar de acordo com a composição dessa fibra e investigar o potencial dos genótipos analisados para uso em biorrefinarias na obtenção de produtos como etanol de segunda geração, polietileno verde e xilitol. Os resultados obtidos indicaram que o genótipo 196 foi o que apresentou a maior porcentagem de celulose (54,18 %) e o 192 foi o que apresentou a menor quantidade desse componente (26,47 %). Em relação à hemicelulose, o genótipo 77 foi o que apresentou o maior (25,97 %) teor e o 167 (16,71 %) o menor. Por fim, o genótipo 166 (27,13 %) foi o que apresentou maior quantia de lignina em sua composição e o 27 (17,7 %) a menor. Em relação à classificação, a maior parte dos genótipos analisados foram classificados como C2H4L4, ou seja, apresentam de 40 a 50 % de celulose, de 20 a 25 % de hemicelulose e de 20 a 25 % de lignina na composição da fibra. No contexto de biorrefinarias, o genótipo 196 mostrou maior potencial para obtenção do etanol celulósico e do polietileno verde, uma vez que apresentou maior teor de celulose na fibra. Para obtenção do xilitol, o genótipo 77 se mostrou mais promissor, pois demonstrou possuir maior quantidade de hemicelulose em sua composição.
Título em inglês
Characterization of cellulose, hemicellulose and lignin fractions in different genotypes of sugarcane and potential uses in biorefineries
Palavras-chave em inglês
Bio-refineries
Characterization
Classification
Lignocellulosic biomasses
Resumo em inglês
Sugarcane farming plays an important role in the Brazilian agribusiness. The agro-industrial energy sector generates a number of by-products, such as bagasse and straw. Several studies were conducted to investigate the use of bagasse and straw as raw material for the production of various products, such as cellulosic ethanol, energy and several compounds for industrial use. The lignocelullosic biomasses, such as sugarcane bagasse, are composed primarily of cellulose, hemicellulose and lignin, and the content of each component depends on several factors. There are varieties of sugarcane plants with different fiber contents and to use the residual material to generate high value-added products, it is very important to know the fiber composition. Cellulose is a glucose polymer linked by glycosidic ?1- 4 bonds, rigid and very resistant to hydrolysis. Hemicellulose is a low-molecularweight polymer composed of pentoses, hexoses and/or uronic acids and more susceptible to hydrolysis when compared to cellulose, since it has a lower polymerization degree. Finally, lignin is a hydrophobic substance, with threedimensional and amorphous structure, highly branched and synthesized from three precursors, coniferyl alcohol, sinapyl alcohol and P-Coumaryl alcohol. Several compounds of interest have been discovered in lignocelullosic biomasses, and biorefineries are important to produce high value-added products and energy by biochemical or thermochemical routes in a sustainable way. The classification proposed in this study aims to standardize further discussions on the classification of the sugarcane fibers and helps plant breeders to obtain new commercial varieties. The purpose of this study was to evaluate the fiber composition of several sugarcane genotypes with high fiber contents; propose a model for sugarcane classification according to the fiber composition of the cultivar and investigate the potential of the genotypes analyzed to be used bio-refineries to obtain products such as the secondgeneration ethanol, green polyethylene and xylitol. There were investigated an access group of 207 genotypes. We used high-performance liquid chromatography to characterize cellulose and hemicellulose, and spectrophotometry to analyze the lignin content. The results showed that genotype 192 had the highest cellulose content (54,18 %) and 196 had the lowest (26,47 %). Genotype 77 showed the highest hemicellulose content (25,97 %) and 167 had the lowest (16,71%). Genotype 166 showed the highest lignin content (27,13 %) in its composition and 27 had the lowest (17,7 %). Most of the analyzed genotypes were classified as C2H4L4, that is, containing 40-50 % of cellulose, 20-25 % of hemicellulose and 20-25 % of lignin in the fiber composition. For the bio-refineries, genotype 192 showed the greatest potential for the production of cellulosic ethanol and green polyethylene due to its higher cellulose content in the fiber. To obtain xylitol, genotype 77 was more promising, because of the higher hemicellulose content in its composition.
 
AVISO - A consulta a este documento fica condicionada na aceitação das seguintes condições de uso:
Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome da pessoa autora do trabalho.
Data de Publicação
2013-11-19
 
AVISO: Saiba o que são os trabalhos decorrentes clicando aqui.
Todos os direitos da tese/dissertação são de seus autores
Centro de Informática de São Carlos
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP. Copyright © 2001-2019. Todos os direitos reservados.