Caracterização térmica e espectrofotométrica de diferentes ligninas extraídas do bagaço de cana-de-açúcar

Abstract

Dentre os biocombustíveis, o bioetanol é o que tem tido o melhor desempenho ambiental e econômico. A indústria sucroalcooleira possui um mercado maduro e é altamente atrativo no contexto de biorrefinarias, devido a grande quantidade de biomassa lignocelulósica que essa dispõe. A biomassa lignocelulósica é composta por celulose, hemicelulose e lignina. A celulose apresenta um alto potencial energético, podendo ser aproveitada para a produção do etanol de segunda geração. Para que isto ocorra é necessário que se faça um pré-tratamento a fim de retirar a hemicelulose e a lignina presentes no material lignocelulósico. Em um pré-tratamento alcalino, separa-se a polpa celulósica do licor negro, este rico em lignina, a qual pode ser precipitada com ácido forte. Para este trabalho fez-se a precipitação da lignina extraída do bagaço de cana-de-açúcar por meio de pré-tratamento alcalino usando quatro soluções diferentes para a extração: 1, 10, 20 e 25% m/m de NaOH. Cada uma das quatro amostras foi nomeada de acordo com a concentração de NaOH utilizada na precipitação (ligninas 1 a 25%). As quatro amostras obtidas foram caracterizadas por TGA/ FTIR, DSC, FTIR-DRIFT e foi determinado o poder calorífico superior por bomba calorimétrica. A caracterização por TGA/ FTIR mostrou que as amostras não apresentam estabilidade térmica e a análise dos gases liberados mostrou que para as amostras de lignina 1 e 25% são liberados vapores de água, metano e dióxido de carbono, enquanto que para as amostras de lignina 10 e 20% não há liberação de metano, e sim de traços de monóxido de carbono. A análise de DSC permitiu calcular o cp da lignina, que se mostrou pequeno quando comparado com a literatura. O FTIR-DRIFT mostrou que a estrutura das ligninas analisadas não é afetada pela concentração do álcali utilizado. O poder calorífico foi calculado e as amostras apresentaram um bom potencial energético, cerca de 13000 kJ/kg para as amostras de lignina 1 e 25% e 7000 kJ/kg para as amostras de 10 e 20%. Todas as análises corroboraram para a mesma afirmação, que as amostras de lignina 1 e 25% são similares, enquanto que as amostras de lignina 10 e 20% também apresentaram similaridade.