Hidrólise e oxidação catalítica dos carboidratos do bagaço de cana-de-açúcar em operações descontínuas

Abstract

No contexto regional, se objetiva atender à necessidade de se valorizar o bagaço de cana-de-açúcar como biomassa vegetal. O bagaço é um resíduo originado das indústrias de álcool e açúcar e disponível abundantemente. A disponibilidade deste recurso renovável como matéria-prima de baixo custo, aliada à viabilização de sua valorização via processos químicos e bioquímicos, é a base de iniciativas técnico-científicas que possam tornar reais a produção de produtos químicos de alto valor agregado (polióis, ácidos orgânicos) a partir dos carboidratos da celulose e hemicelulose. Perspectivas atuais apontam os reatores descontínuos de leito de lama como potencialmente adequados aos processamentos dessa matéria-prima, através de oxidação catalítica de seus componentes (carboidratos). Neste trabalho desenvolveu-se estudos de oxidação catalítica da glicose obtida do bagaço de cana-de-açúcar, com vistas á sua valorização química. Para tanto, foi utilizado como matéria-prima bagaço pré-tratado por explosão a vapor. Primeiramente, procedeu-se a uma hidrólise enzimática do mesmo, previamente submetidos a três condições: bagaço prétratado natural (não lavado), bagaço lavado com água destilada e bagaço lavado com solução de NaOH a 1%. Em cada uma dessas condições variou-se ainda a granulometria do bagaço pré-tratado (estado natural e moído a 20 Mesh) e a proporção das enzimas utilizadas na hidrólise (23,4% de uma mistura endoglicanases/celobiohidrolases-5,3% de β-Glicosidase; 23,4% da mistura endoglicanases/celobiohidrolases-0% de β-Glicosidase e 11,7% da mistura endoglicanases/celobiohidrolases-5,3% de β-Glicosidase), em relação á massa de bagaço prétratada. Uma solução de glicose pura foi oxidada cataliticamente com O2, utilizando-se catalisador de Pd suportado em alumina em reator batelada de vidro. Da mesma forma, procurou-se oxidar no mesmo reator uma mistura de um dos hidrolisados obtidos na etapa de hidrolise enzimática do bagaço pré-tratado. O bagaço pré-tratado lavado com solução de NaOH a 1% e sem moagem apresentou maior rendimento glicosídico nas 3 proporções de enzimas utilizadas atingindo 0,35g, 0,42g e 0,41g de glicose por grama do bagaço pré-tratado. A oxidação da solução pura de glicose alcançou uma conversão máxima de 41% e com seletividade máxima inferior a 50% em relação a ácido glicônico. O reator batelada de vidro mostrou-se inadequado para se proceder à oxidação do hidrolisado enzimático