Valorização do bagaço de malte : aplicação como bioadsorvente e estudo de pré-tratamentos para a obtenção de açúcares fermentescíveis

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dc.contributor.advisorOliveira, Suzana Mali de [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorMello, Léa Rita Pestana Ferreirapt_BR
dc.contributor.bancaVercelheze, Ana Elisa Stefanipt_BR
dc.contributor.bancaCamilios Neto, Doumitpt_BR
dc.contributor.bancaYamashita, Fábiopt_BR
dc.contributor.bancaGrossmann, Maria Victória Eiraspt_BR
dc.contributor.coadvisorYabe, Maria Josefa Santos [Coorientadora]pt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T15:15:48Z
dc.date.available2024-05-01T15:15:48Z
dc.date.created2019.00pt_BR
dc.date.defesa22.03.2019pt_BR
dc.description.abstractResumo: Os resíduos agroindustriais lignocelulósicos são matérias-primas de fontes renováveis e podem ser empregados na produção de biocombustíveis, energia, produtos químicos e novos materiais Novas e promissoras tecnologias têm sido amplamente estudadas para melhorar a eficiência da conversão da biomassa lignocelulósica em produtos de maior valor O bagaço de malte é um resíduo lignocelulósico gerado em abundância pela indústria cervejeira, rico em fibras, lipídios e proteínas, tendo como principal destino o uso como ração animal, e devido a esta complexa composição, pode ser empregado com matéria-prima para obtenção de produtos de maior valor agregado Neste contexto, este trabalho teve como objetivo valorizar o bagaço de malte através do estudo da sua aplicação como bioadsorvente para o tratamento de efluentes contaminados com chumbo e do estudo de pré-tratamentos para a obtenção de açúcares fermentescíveis O bagaço de malte foi avaliado quanto sua capacidade de sorção de chumbo em soluções aquosas A modelagem matemática foi utilizada para prever o comportamento de sorção e dessorção de chumbo no bagaço e os parâmetros do modelo duplo de Langmuir-Freundlich foram utilizados para entender os mecanismos de interação entre sorvente e sorvato A rápida e alta eficiência na sorção (> 9 %) e o baixo fator de mobilização (< 5 %) indicaram que o bagaço de malte é um material com potencial de aplicação para ser utilizado como bioadsorvente na remoção de chumbo, além de ser de baixo custo e ecologicamente correto Para o estudo do pré-tratamento através da ultrassonicação em meio ácido diluído, o bagaço de malte foi submetido a diferentes valores de pH (3, 4 e 5), tempos de ultrassonicação (1, 35 e 6 min) e conteúdo de biomassa (6, 8 e 1 %) Em geral, as amostras pré-tratadas demonstraram maior índice de cristalinidade e estabilidade térmica do que o bagaço de malte in natura O tempo foi a variável mais importante, maiores tempos resultaram em maior liberação de açúcares e maiores mudanças na fração sólida residual recuperada após o pré-tratamento A amostra processada em pH 5 por 6 min com concentração de biomassa de 8 % resultou no maior teor de celulose, menor teor de lignina e maior remoção de outros componentes, como proteínas e lipídios A combinação do ultrassom em meio alcalino foi realizada através de um planejamento fatorial completo (32), que foi empregado para avaliar os efeitos do pH (9, 1 e 11) e do tempo de ultrassonicação (1, 35 e 6 min) no bagaço de malte As amostras pré-tratadas apresentaram maiores índices de cristalinidade e estabilidade térmica que o bagaço de malte in natura O tempo foi a variável mais importante, maiores tempos de processo resultaram em maior liberação de açúcares e maiores alterações na fração sólida residual recuperada após o pré-tratamento A condição que resultou na amostra com maior conteúdo de celulose e remoção de conteúdo de lignina obtida em pH 9 por 6 min A ultrassonicação em meio alcalino resultou nos melhores resultados para a liberação de açúcares do bagaço de malte, com rendimentos duas vezes maiores para açúcares redutores em comparação com o pré-tratamento ácido, demonstrando maior eficiência na sacarificação do bagaço de maltept_BR
dc.description.abstractother1Abstract: The lignocellulosic agroindustrial residues are renewable sources raw materials that can be used for the production of biofuels, energy, chemicals and new materials New and promising technologies have been extensively studied to improve the efficiency of the conversion of lignocellulosic biomass to higher value products Malt bagasse is a lignocellulosic residue generated in abundance by the brewing industry, rich in fiber, lipids and proteins, and its main destination is for animal feed, and due to this complex composition, can be used as raw material for the obtainment of high value-added products In this context, the objective of this work was to valorize the malt bagasse through the study of its application as a bioadsorbent for the treatment of effluents contaminated with lead and the study of pre-treatments to obtain fermentable sugars Malt bagasse was evaluated for its sorption capacity of lead in aqueous solutions Mathematical modeling was used to predict the sorption and desorption behavior of lead in the malt bagasse and the parameters of the Langmuir-Freundlich dual model were applied to understand the mechanisms of interaction between sorbent and sorbate The rapid and high sorption efficiency (> 9 %) and the low mobilization factor (< 5 %) indicated that malt bagasse is a material with potential application to be used as a bioadsorbent in the removal of lead, besides being of low-cost and environmentally friendly For the study ultrasonication in diluted acid medium as pretreatment, malt bagasse was submitted to different pH values (3, 4 and 5), ultrasonication times (1, 35 and 6 min) and biomass contents (6, 8 and 1 %) In general, the pretreated samples demonstrated a higher crystallinity index and thermal stability than raw malt bagasse Considering the experimental conditions used in this study, time was the most important variable; more time resulted in higher sugar release and greater changes in the residual solid fraction recovered after pretreatment The sample processed at pH 5 for 6 min with a biomass concentration of 8 % resulted in the highest cellulose content, lowest lignin content, and greatest removal of other components, such as proteins and lipids The combination of ultrasonication in alkaline medium was performed using a factorial experimental design (32) that was employed to evaluate the effects of pH (9, 1 and 11) and time of ultrasonication (1, 35 and 6 min) on malt bagasse The pretreated samples had higher crystallinity indexes and thermal stability than raw malt bagasse The time was the most important variable, higher processing times resulted in higher sugars release and greater changes in the residual solid fraction recovered after pretreatment The condition that resulted in the sample with the highest cellulose content and lignin content removal was that employing pH 9 for 6 min Ultrasonication in alkaline medium resulted in better results for sugars release from malt bagasse, with yields two times higher for reducing sugars compared to acid pretreatment, demonstrating greater efficiency in saccharification of malt bagassept_BR
dc.description.notesTese (Doutorado em Biotecnologia) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologiapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/16860
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeDoutoradopt_BR
dc.relation.coursenameBiotecnologiapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Biotecnologiapt_BR
dc.subjectBagaço de maltept_BR
dc.subjectBioadsorventept_BR
dc.subjectResíduos lignocelulósicaspt_BR
dc.subjectSacarificaçãopt_BR
dc.subjectAgroindústriapt_BR
dc.subjectMalt bagassept_BR
dc.subjectBioadsorbentpt_BR
dc.subjectLignocellulosic wastept_BR
dc.subjectSaccharificationpt_BR
dc.subjectLignocellulosic agroindustrialpt_BR
dc.titleValorização do bagaço de malte : aplicação como bioadsorvente e estudo de pré-tratamentos para a obtenção de açúcares fermentescíveispt_BR
dc.typeTesept_BR

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