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Anais do Evento

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BIOCOMBUSTÍVEIS

Cavitação hidrodinâmica com tubo de Venturi para pré-tratamento de bagaço de cana-de-açúcar.

Thiago Averaldo Bimestre1, Celso Eduardo Tuna1, Eliana Vieira Canettieri2, Gabriela de Cássia César Bonifácio3

1Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá (FEG)/UNESP, 2FEG/UNESP, 3Escola de Engenharia de Lorena (EEL)/USP
E-mail: thiagobimestre@hotmail.com
A biomassa lignocelulósica é uma matéria-prima sustentável disponível globalmente, rica em açúcares que podem ser convertidos em biocombustíveis e produtos especiais através de um processamento apropriado. Abundante no Brasil, o bagaço de cana-de-açúcar constitui-se um dos mais importantes subprodutos da indústria de açúcar e álcool, sendo extensivamente estudado para a produção de etanol de segunda geração. No entanto, considerando a complexidade e a recalcitrância do bagaço à conversão biológica, é necessário uma etapa de pré-tratamento para tornar viável a sua utilização. Neste sentido, rotas tecnológicas alternativas vem sendo estudadas e a cavitação hidrodinâmica desponta-se como promissora para o pré-tratamento de biomassa liberando grandes magnitudes de energia e induzindo a transformações físicas e químicas, favorecendo o rompimento da matriz carboidrato-lignina. Neste estudo a cavitação hidrodinâmica foi empregada como um meio físico para potencializar o pré-tratamento alcalino do bagaço de cana-de-açúcar. O reator de cavitação com fluxo contínuo foi equipado com tubo de Venturi, construído com diâmetro e comprimento de garganta de 1,5 mm e 5,0 mm, respectivamente. O sistema utilizou bomba de duplo diafragma regulada para vazão de 6,10.10-5 m3/s, com pressão de saída de 3 bar. O pré-tratamento alcalino assistido por cavitação hidrodinâmica foi realizado para avaliar a influência da concentração de NaOH (1-5%), razão sólido-líquido (1-5%) e tempo de reação (20-60 min) na remoção de lignina. A análise de superfície de resposta permitiu determinar as condições ótimas do pré-tratamento para a máxima remoção de lignina. Verificou-se que a condição ótima foi de 4,95% de NaOH, relação sólido-líquido 1,14% durante 55,96 min, o que resultou em uma remoção máxima de 53,30% de lignina. Através da análise morfológica, pôde-se verificar as alterações nas fibras do bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado com sulcos mais porosos, indicando a efetividade e potência do pré-tratamento. A energia dissipada por biomassa foi determinada em 4,14 MJ / kg de bagaço e a energia dissipada por volume de líquido, na zona de recuperação de pressão foi determinada em 32,5.102 kW/m3. Conclui-se que a cavitação hidrodinâmica potencializou o pré-tratamento alcalino do bagaço de cana-de-açúcar, elevando a eficiência do processo e mostrou-se energeticamente eficiente em termos de consumo de energia.

Palavras-chave: cavitação hidrodinâmica, bagaço de cana-de-açúcar, materiais lignocelulósicos.

Agradecimentos: FEG/UNESP.


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O congresso visa o encontro de profissionais, pesquisadores, centros de pesquisa, empresas e universidades para debater o uso e aplicação dos tipos de energias renováveis, bem como sua importância na sociedade, incentivando a pesquisa e o desenvolvimento científico por meio de palestras e apresentações de trabalhos.