Determinação das melhores condições de hidrólise física com ultrassom de potência em resíduos de amendoim

Abstract

Nowadays, many resources are invested on developing new technologies for agroindustrial by-products utilization and process aiming at the second generation ethanol production. The peanut processing is one of the biggest waste producers, approximating to the waste from sugar cane culture. An emerging technology involved on residues treatment is the power ultrasound (US), which is being tested in areas such as cellulosic materials pretreatment and combined method to increase the reaction velocity in fermentative processes. In this work, powder peanut shells was obtained with an average particle size of 963,2 μm and density ranging according to its partice size. Its chemical characterization presented a dry matter composed by 37,1% of cellulose, 33,4% of hemicellulose and 15% of lignin. Initially, the acid suspension, which will be used in the physical hydrolysis, had its physical properties determined to allow the ultrasonic parameters calculation. Among the properties, there are density, rheological parameters and specific heat, where no influence of pH was verified. These properties could be modeled simultaneously as function of solid concentration and absolute temperature, through empirical and/or proposed models with good accuracy. Acoustic fields were determined and modeled, indicating higher cavitation effect in less concentrated suspensions when submitted to higher applied power. Throughout a experimental design, in suspensions at low biomass concentration (at high treatment time and applied power) occured higher total sugar release. Besides the consequent reducing sugar release, the amorphous and crystalline regions of cellulose could be affected. This fact evidenced the using of high-intensity ultrasound in pretreatment and its possibility as combined method applied to...

Atualmente, são investidas grandes quantidades de recursos no desenvolvimento de novas tecnologias para o aproveitamento de subprodutos do setor agrícola e de processos visando à produção de etanol de segunda geração. O beneficiamento do amendoim é um dos setores que mais produzem resíduos, com valores próximos aos gerados pela cultura da canade- açúcar. Uma das tecnologias emergentes envolvidas no tratamento dos resíduos é o ultrassom (US) de potência, o qual vem sendo testado em áreas como pré-tratamento de materiais celulósicos e método combinado para incrementar a velocidade de reação em processos fermentativos. Neste trabalho foi obtido pó de casca de amendoim com tamanho de partícula médio de 963,2 μm e densidade variando com o tamanho de partícula. Sua composição química apresentou matéria seca com 37,1% de celulose, 33,4% de hemicelulose e 15% de lignina. Inicialmente, as suspensões ácidas a serem utilizadas nas hidrólises físicas tiveram suas propriedades físicas determinadas para permitir o cálculo dos parâmetros ultrassônicos. Entre essas propriedades estão a densidade, os parâmetros reológicos e o calor específico, onde não foi verificada influência do pH. Tais propriedades puderam ser modeladas simultaneamente em função da concentração de sólidos e temperatura, através de modelos empíricos e/ou modelos propostos com boa representatividade. Os campos acústicos foram determinados e modelados, indicando maior efeito cavitativo em suspensões menos concentradas quando submetidas a maiores potências aplicadas. Através de um planejamento experimental, nas suspensões de menor concentração de biomassa (em maiores tempos e maior potência aplicada) ocorreu a maior liberação de açúcares totais. Além da consequente liberação de açúcares redutores, as regiões amorfas e cristalinas da celulose puderam ser afetadas. Este fato evidencia...