Citric waste saccharification under different chemical treatments

Abstract

Second generation ethanol from lignocellulose materials has been used in applications for food processing wastes. Since Brazil has a leading position in orange juice exports, the influence of acid and alkali pretreatments on liquor saccharification, solubilization of solid fraction and mass yield was evaluated. Time and C acid or C alkaline at different concentrations of solids (low to moderate, 1 to 9%) and high catalyst concentrations were analyzed. A hydrothermal pretreatment was conducted under the same conditions of acid and alkaline treatments to investigate the relative selectivity increase in using the catalysts. The chemical analyses of wastes indicated a 70% total carbohydrate level denoting a promising raw material for bioethanol production. Pretreatment caused acid saccharifications between 25 and 65% in total reducing sugars (TRS) and mass yields (MY) between 30 and 40%. In alkaline pretreatment, these rates ranged between 2 and 22.5% and between 30 and 80, respectively. In hydrothermal pretreatment, solubilized TRS varied between 3 and 37%, whereas MY remained between 45 and 60%, respectively. C biomass strongly influenced the three variables; in the same way, time affected MY. Sacarificação de resíduo cítrico sob diferentes tratamentos químicos RESUMO. Etanol de segunda geração a partir de materiais lignocelulósicos tem sido abordado como uma das aplicações de resíduos de processamento de alimentos. Sendo o Brasil líder na exportação de suco de laranja, avaliou-se a influência de pré-tratamentos ácidos e alcalinos na sacarificação do licor, na solubilização da fração sólida e no rendimento mássico. Para isso, estudou-se tempo e C ácido ou C álcali em diferentes concentrações de sólidos (baixo a moderado, 1-9%) e altas concentrações de catalisador. Um pré-tratamento hidrotérmico foi realizado, tendo as mesmas condições dos tratamentos ácido e alcalino, a fim de investigar o aumento da seletividade em relação ao uso desses catalisadores. Análises químicas de resíduos indicaram um nível total de carboidratos de 70%, denotando uma matéria-prima promissora para a produção de bioetanol. O pré-tratamento conduziu a sacarificações ácidas de 25 a 65% em açúcares redutores totais (ART) e rendimentos mássicos (RM) entre 30 e 40%. Para o pré-tratamento alcalino, esses valores foram de 2 a 22,5%, e de 30 a 80%, respectivamente. No pré-tratamento hidrotérmico, o ART solubilizado variou entre 3 e 37%, enquanto que o RM manteve-se entre 45 e 60%. A C biomassa influenciou fortemente as três variáveis, bem como o tempo utilizado com o RM. Palavras-chave: pré-tratamento, biomassa, planejamento experimental, laranja.