Valorização da Biomassa Lignocelulósica por Desconstrução em Moinho de Bolas

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Detalhes
  • Tipo de apresentação: e-Pôster
  • Eixo temático: Química de Materiais - MAT
  • Palavras chaves: Lignocellulosic biomass; Ball Mill; cellulose; Crystallinity; Solid State NMR;
  • 1 Universidade Federal do Rio de Janeiro
  • 2 Departamento de Química Orgânica (DQO) / Instituto de Química (IQ) / Universidade Federal do Rio de Janeiro
  • 3 Int

Valorização da Biomassa Lignocelulósica por Desconstrução em Moinho de Bolas

Michelle Ramos Cavalcante Fortunato

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Resumo

The successful transition to cleaner energy depends on the efficient use of renewable resources such as lignocellulosic biomass, that have the potential to meet the world's long-term energy demands. However, processing these biomasses is not trivial. The biomolecules present are often part of recalcitrant cell structures, and pre-treatment steps are necessary, aiming at the deconstruction of the structure and consequente increase in the accessibility of enzymes, which is used in subsequent processing steps. Among the various pre-treatments available for structural deconstruction, the physical method by ball milling stands out, which has attracted attention for its various benefits in the context of biorefineries. It is a greener, more versatile pretreatment that, for example, improves the efficiency of the enzymatic conversion of polysaccharides to monosaccharides in the context of second generation ethanol production. The deconstruction of the supramolecular structure of lignocellulose is promoted by the energy generated by mechanical forces during the milling process (LIU et al., 2019). The pre-treatment by grinding balls, in addition to reducing the particle size, promotes mechanochemical reactions, and induces a reduction in the crystallinity and degree of polymerization of cellulose (SHEN et al., 2020). In this communication, the effects of that pretreatment could be successfully monitored by solid state nuclear magnetic resonance spectroscopy (13C CPMAS NMR) through the areas of characteristic carbon signals of cellulose, hemicellulose and lignin.

LIU, H. et al. Mechanochemical deconstruction of lignocellulosic cell wall polymers with ball-milling. Bioresource Technology, v. 286, n. March, p. 121364, 2019.
SHEN, F. et al. Recent advances in mechanochemical production of chemicals and carbon materials from sustainable biomass resources. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 130, n. 38, p. 109944, 2020.

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Autor

Michelle Ramos Cavalcante Fortunato

Olá João, muito obrigada pela sua pergunta!

Melhor seria a desconstrução da biomassa em fase sólida via mecanoquímica sem uso de aditivos. No entanto, tenho visto muita combinação entre tipos de pré-tratamentos e, em se tratando de moagem assistida por líquidos, o uso de soluções ácidas e básicas também usadas no pré-tratamento químico convencional com geração dos mesmos inibidores quando em fase líquida.

Em se tratando de moagem via seca e úmida, em via seca: 1) vantagem sob o aspecto ambiental porque não será preciso consumo de água e não gerará qualquer efluente; 2) vantagem de ter celulose tipo I na conversão do produto de interesse, já que a água pode provocar transformação morfológica em outro tipo de celulose; 3) desvantagem no aumento do tempo de moagem a depender do tipo de lignocelulose processada. Em via úmida: 1) vantagem de poder ter maiores rendimentos nas etapas seguintes a depender do parâmetro de moagem escolhido; 2) desvantagem do aumento de resistência mecânica do material e, consequentemente, maior consumo de energia na operação do equipamento.

João Rogério Borges de Amorim Rodrigues

Excelente, muito obrigado!

Autor

Michelle Ramos Cavalcante Fortunato

Olá João, obrigada pela sua pergunta. Trata-se basicamente de unidades de glicose.