Estudo da hidrólise ácida e enzimática da polpa de sisal

Resumo

O presente projeto visa realizar a despolimerização da celulose, extraída do sisal, via hidrólises ácida e enzimática, o que deve resultar em açúcares fermentescíveis que são necessários para a produção do etanol, também chamado de bioetanol ou etanol celulósico, a fim de diferenciar do que pode ser obtido via rota petroquímica. A polpa celulósica de partida será proveniente das fibras de sisal, tendo sido a mesma escolhida devido ao curto ciclo de crescimento da planta, pelo alto teor de celulose da fibra de sisal, assim como pelo fato de o Brasil ser o maior produtor mundial desta fibra. A polpa celulósica de sisal será submetida a mercerização (tratamento com solução alcalina aquosa), via ultrassom, visando principalmente um aumento na área de superfície da polpa, diminuição da cristalinidade, e a eliminação de hemiceluloses, parâmetros estes que têm influência na próxima etapa (hidrólise). As polpas tratadas e não tratadas serão caracterizadas quanto ao teor de alfa celulose, massa molar média, distribuição de tamanho de fibras e cristalinidade. As polpas celulósicas tratadas serão submetidas a hidrólises ácidas em ácido sulfúrico em concentrações variadas, em um reator exclusivo para o processo, sob uma temperatura de 100ºC. Esta temperatura foi selecionada a partir de estudos anteriores. As hidrólises enzimáticas serão realizadas utilizando um complexo enzimático comercial e um complexo enzimático obtido através do crescimento de fungos marinhos e terrestres, nos meios de cultura com extrato de malte 2%, água do mar artificial. A polpa celulósica será adicionada a um sistema tampão de citrato, a um pH de aproximadamente 5, inicialmente com variação de aproximadamente 0,1, 0,3 e 0,5 mL de complexo enzimático para cada grama de polpa. Dependendo dos resultados iniciais, outras razões complexo enzimático/polpa poderão ser usados. Alíquotas serão retiradas em determinados intervalos de tempo, tanto na hidrólise ácida como nas enzimáticas, sendo a polpa não reagida separada do licor. A polpa não reagida será caracterizada quanto a massa molar média, distribuição de tamanho de fibras e cristalinidade, a fim de avaliar como estes parâmetros se modificam durante o curso das reações. Os licores serão caracterizados quanto ao teor de açúcares e produtos de decomposição. Os resultados que serão obtidos permitirão agregar conhecimento sobre o comportamento desta polpa sob condições de hidrólise ácida e enzimática, assim como será possível comparar a eficiência dos diferentes processos de hidrólise entre si. (AU)