Extração e caracterização de fibras de celulose a partir de resíduos agroindustriais dentro do conceito de biorrefinaria: estudo preliminar

Data
2020-10-14
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
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Resumo
O cenário brasileiro faz com que a casca de arroz seja selecionada como um potencial atrativo para compor o “Cluster” de processos, capaz de produzir alimentos à bioenergia, biocombustíveis, bioprodutos, intermediários petroquímicos farmacêuticos e materiais biodegradáveis e renováveis. Este estudo objetivou isolar as fibras de celulose da matriz lignocelulósica da casca de arroz acoplando as seguintes etapas de biorrefino: hidrólise ácida diluída, tratamento alcalino e branqueamento. As fibras de celulose extraídas da casca de arroz foram examinadas em função da sua composição polimérica (~83%). Entretanto, ainda possui um teor de lignina e cinzas de ~8,7 e ~5,0%, respectivamente. Os resultados da análise morfológica confirmaram a existência de setores fibrosos e feixe de fibras de celulose com diâmetro médio <9,7 e <7,2 μm, respectivamente. O espectro obtido pela técnica de FTIR mostrou bandas características de grupos funcionais relacionados à celulose (matriz principal), estruturas características das hemiceluloses (0,8%) e lignina (8,7%) residuais, componentes de fibras lignocelulósicas. Portanto, fica evidenciado que essas fibras são ricas em celulose com índice de cristalinidade de 66,93%. Os perfis térmicos por DSC das fibras de celulose indicaram dois picos endotérmicos observados a 57 e 360 °C, devido à eliminação da umidade e degradação da celulose correspondente. No geral, as fibras de celulose extraídas da casca de arroz podem ser potencialmente aplicadas em compósitos poliméricos funcionais dentro do conceito da biorrefinaria.
The brazilian scenario suggests that rice husks are selected as an attractive potential to compose the “Cluster” of processes to synergetic production of foods, biofuels, bioproducts, pharmaceutical petrochemical intermediates, and biodegradable and renewable materials. This study aimed to investigate the isolation of cellulose fibers from the lignocellulosic matrix of the rice husk by coupling the following biorefining steps: diluted acid hydrolysis, alkaline treatment, and bleaching. The cellulose fibers extracted from the rice husk were examined according to their polymeric composition (~ 83%). However, it still has a lignin and ash content of ~ 8.7 and ~ 5.0%, respectively. The results of the morphological analysis confirmed the existence of fibrous sectors and bundles of cellulose fibers with an average diameter <9.7 and <7.2 μm, respectively. FT-IR spectra showed the characteristic bands associated with functional groups present in cellulose (main matrix), hemicelluloses (0.8%), and residual lignin (8.7%). Therefore, it is evident that these fibers are rich in cellulose with a crystallinity index of 66.93%. DSC curve of cellulose fibers indicated two endothermic peaks observed at 57 and 360 ° C, attributed to the removal of moisture and degradation of the corresponding cellulose. In general, cellulose fibers extracted from rice husk can potentially be applied in functional polymeric composites within the biorefinery concept.
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