Pré-tratamento para a biomassa lignocelulósica utilizando processos fotocatalíticos

Abstract

A utilização da biomassa lignocelulósica para a produção de bioquímicos e biocombustíveis ainda é um desafio, seu pré-tratamento é considerado por muitos pesquisadores como a etapa limitante desse processo. O estudo das formas de disponibilizar os carboidratos presentes em sua composição para hidrólise tem evoluído ao longo dos anos, porém os processos ainda esbarram na baixa produtividade, principalmente relacionada à formação de produtos de degradação e altos custos. Os processos oxidativos avançados têm sido estudados como uma promissora tecnologia de tratamento de contaminantes orgânicos em efluentes e, recentemente, começaram a ser estudados para utilização na degradação seletiva da lignina e utilização como pré-tratamento para a biomassa lignocelulósica. O presente trabalho avaliou a composição da biomassa residual de cana de açúcar, foi desenvolvido um estudo de cinética de hidrólise da biomassa in natura e, após a determinação da condição ótima de hidrólise do material, foi realizado um estudo para o tratamento da biomassa lignocelulósica de cana de açúcar por fotocatálise heterogênea. Adotou-se um planejamento experimental fatorial completo de 23, com o objetivo de avaliar os parâmetros do processo oxidativo avançado (POA) adotado. Os fatores analisados foram o tempo reacional (60 e 120 min), o semicondutor (ZnO e C3N4) e sua concentração (0,001 e 0,01 %), sendo a variável resposta a concentração de glicose. Após a avaliação dos dados do estudo preliminar, um novo estudo foi conduzido visando aumentar a disponibilização de glicose com o pré-tratamento por fotocatálise heterogênea, por meio da variação na concentração dos semicondutores. Foram preparadas soluções aquosas de ZnO, TiO2 e C3N4 nas concentrações de 0,1, 0,25, 0,5, 1,0, 2,5 e 5,0 %. E por fim procedeu-se a elaboração de um estudo que possibilitasse a utilização da fotocatálise heterogênea como auxiliar a outros pré-tratamentos já consolidados na literatura.