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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48839| ORCID: |  http://orcid.org/0009-0006-7094-9926 |
| Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Access type: | Acesso Embargado |
| Title: | Estudo do pré-tratamento de bagaço de cana-de-açúcar e sabugo de milho assistido por ultrassom e micro-ondas utilizando solventes eutéticos profundos |
| Alternate title (s): | Study of ultrasound- and microwave-assisted pretreatment of sugarcane bagasse and corn cobs using deep eutectic solvents |
| Author: | Silva, Maria Eduarda Souza da |
| First Advisor: | Pasquini, Daniel |
| First coorientator: | Corrêa, Anderson Gabriel |
| First member of the Committee: | Souza, Gisele de Fátima Leite |
| Second member of the Committee: | Silva, Helisângela de Almeida Silva |
| Summary: | O crescente interesse por fontes alternativas de energia sustentável tem impulsionado a pesquisa na produção de biocombustíveis a partir de resíduos agroindustriais. O etanol de segunda geração (2G), derivado de biomassa lignocelulósica, surge como uma alternativa promissora devido ao menor impacto ambiental e por não competir com a produção de alimentos. Este trabalho avaliou o potencial do bagaço de cana-de-açúcar e do sabugo de milho para a produção de etanol após pré-tratamento assistido por micro-ondas (15 min, 110-150ºC) e ultrassom (10 min) utilizando solventes eutéticos profundos (DES). Foram utilizados os sistemas Cloreto de Colina com Ácido Lático (ChCl: Ácido Lático) e Cloreto de Colina com Glicerol (ChCl: Glicerol) na proporção de 1:2. Os pré-tratamentos promoveram uma remoção expressiva de lignina e hemicelulose, com o ChCl: Glicerol atingindo as maiores taxas de deslignificação de 73,23% para o bagaço de cana-de-açúcar e 75,79% para o sabugo de milho. Houve um enriquecimento significativo da fração celulósica, elevando a disponibilidade de celulose para até 74,57% no bagaço de cana-de-açúcar (ChCl: Ácido Lático) e 53,69% no sabugo de milho (ChCl: Ácido Lático). As análises de DRX, FTIR e MEV confirmaram o aumento da porosidade e do índice de cristalinidade, indicando a remoção eficiente de componentes amorfos e a preservação da celulose tipo I. Na etapa de hidrólise enzimática em batelada alimentada, observou-se que a alta carga de sólidos potencializou a liberação de açúcares, com o bagaço tratado com glicerol alcançando 112,15 g/L de açúcares redutores totais (ART) com ChCl: Glicerol. A fermentação alcoólica com Saccharomyces cerevisiae demonstrou rápido consumo de glicose nas primeiras 24h, com consumo inicial máximo de 2,44 g/L para o bagaço de cana-de-açúcar e 1,29 g/L para o sabugo de milho pré-tratados com ChCl: Glicerol. Os resultados indicam que o uso de DES, especialmente o ChCl: Glicerol, associado ao pré-tratamento combinado por ultrassom e micro-ondas, é uma rota altamente eficaz e sustentável para a valorização de resíduos agroindustriais na produção de etanol 2G. |
| Abstract: | The growing interest in alternative sustainable energy sources has driven research into biofuel production from agro-industrial residues. Second-generation (2G) ethanol, derived from lignocellulosic biomass, emerges as a promising alternative due to its lower environmental impact and non-competition with food production. This study evaluated the potential of sugarcane bagasse and maize cob for ethanol production after microwave-assisted (15 min, 110–150ºC) and ultrasound (10 min) pretreatment using deep eutectic solvents (DES). The systems used were Choline Chloride with Lactic Acid (ChCl: Lactic Acid) and Choline Chloride with Glycerol (ChCl: Glycerol) in a 1:2 ratio. The pretreatments promoted substantial lignin and hemicellulose removal, with ChCl: Glycerol achieving the highest delignification rates of 73.23% for sugarcane bagasse and 75.79% for maize cob. Significant enrichment of the cellulose fraction was observed, increasing cellulose availability up to 74.57% in sugarcane bagasse (ChCl: Lactic Acid) and 53.69% in maize cob (ChCl: Lactic Acid). XRD, FTIR, and SEM analyses confirmed increased porosity and crystallinity index, indicating efficient removal of amorphous components and preservation of cellulose type I. In the fed-batch enzymatic hydrolysis step, high solid loading enhanced sugar release, with bagasse treated with glycerol reaching 112.15 g/L of total reducing sugars (TRS) using ChCl: Glycerol. Alcoholic fermentation with Saccharomyces cerevisiae showed rapid glucose consumption within the first 24 h, with maximum initial productivity of 2.44 g/L for sugarcane bagasse and 1.29 g/L for maize cob pretreated with ChCl: Glycerol. These results indicate that the use of DES, especially ChCl: Glycerol, combined with ultrasonic and microwave treatment, is a highly effective and sustainable route for valorizing agro-industrial residues in 2G ethanol production. |
| Keywords: | Biocombustíveis Resíduos agroindustriais Deslignificação Hidrólise enzimática Fermentação alcoólica |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL E DE FERMENTACAO |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Quote: | SILVA, Maria Eduarda Souza da. Estudo do pré-tratamento de bagaço de cana-de-açúcar e sabugo de milho assistido por ultrassom e micro-ondas utilizando solventes eutéticos profundos. 2026. 108 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48839 |
| Date of defense: | 24-Mar-2026 |
| Appears in Collections: | TCC - Biotecnologia (Uberlândia) |
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|---|---|---|---|---|
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