Modificação da fração lignocelulósica durante o processo de compostagem do bagaço de cana-de-açúcar

O crescimento na produção brasileira de cana-de-açúcar devido, principalmente, à obtenção de açúcar e álcool é motivado pelo aumento na exportação deste subproduto e produção de veículos bicombustíveis, respectivamente. Desta maneira, há maior geração de bagaço, embora possuindo inúmeras utilidades, muitas vezes existe um excesso remanescente do total gerado. Assim, são necessários estudos que viabilizem o uso deste resíduo. Neste trabalho foi estudada a modificação da fração lignocelulósica durante o processo de compostagem e biodigestão anaeróbia do bagaço de cana-de-açúcar. Amostras foram coletadas em diferentes períodos para ambos os processos (0 (cru), 7; 45; 60; 90; 120; 272 dias; 1 ano e 1 ano e 2 meses) e acompanhadas por meio de parâmetros como: pH, umidade, temperatura, presença de metais e demanda química de oxigênio. A caracterização foi feita com o auxílio de técnicas termoanalíticas (TG/DTG/DTA e DSC) e espectroscopia na região do infravermelho. As amostras provenientes dos processos aeróbios e anaeróbios foram submetidas às extrações de lignina, utilizando-se dioxano/HCl (9:1) e, de celulose e hemicelulose, as quais foram obtidas do resíduo sólido resultante da extração de lignina. O comportamento térmico e espectros de infravermelho dessas substâncias foram avaliados e, comparadas suas degradações e modificações na ausência e presença de oxigênio. Os resultados obtidos mostraram que a digestão anaeróbia é mais lenta que a compostagem na decomposição de seus constituintes, principalmente, lignina e celulose/hemicelulose, fato comprovado por suas respectivas curvas de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC); além da constatação de modificações nas estruturas de lignina e celulose ao longo dos dois processos, bem como, fortes evidências...The growth in the Brazilian sugarcane production, mainly, due to obtain sugar and alcohol is motivated by the increase in export of this subproduct and production of flex-fuel vehicles, respectively. This way, there is a larger bagasse generation, although having many uses, often there is an excess remaining of the total generated. Thus, studies are needed that allow the use of this waste. The modification lignocellulosic fraction during composting and anaerobic biodigestion process of sugarcane bagasse was studied in this work. Samples were collected in different periods for both process (0 (raw); 7; 45; 60; 90; 120; 272 days and 1 year and 1 year and 2 months) and monitored by parameters, such as: pH, humidity, temperature, presence of metals and chemical oxygen demand. The characterization was made with help of thermoanalytical techniques (TG/DTG/DTA e DSC) and infrared spectroscopy. The samples from aerobic and anaerobic process were submitted to lignin extraction, using dioxane/ HCl (9:1), and hemicelluloses/cellulose extraction which were obtained from solid residue resulting of lignin extraction. The thermal behavior and infrared spectra from these substances were evaluated and then compared their degradation and changes in the oxygen presence and absence. The obtained results have showed that anaerobic digestion is slower than composting in its constituents decomposition, mainly, lignin and cellulose/hemicellulose, as demonstrated by their respective curves of Differential Scanning Calorimetry (DSC); besides verifying changes in the cellulose and lignin structures through the two process, as well as, strong evidences of lignin in the cellulose extract and, rare assignments of cellulose to lignin extracted. Concerning to humification, a greater tendency for composting samples was observed, mainly... (Complete abstract click electronic access below)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Extração e identificação de material lignocelulósico presente durante o processo de compostagem

Neste trabalho foram estudados a extração e identificação de material lignocelulósico presente durante o processo de compostagem de Resíduos Sólidos Domiciliares (R.S.D). Amostras foram recolhidas em diferentes estágios de compostagem: cru (ou 0 dias), 15; 30; 60; 90 e 120 dias e realizadas suas respectivas extrações de lignina e celulose. Anteriormente à extração de lignina do composto, foi necessária a realização de duas extrações: aquosa e lipídica, a fim de que o máximo de substâncias solúveis e ácidos graxos fossem removidos previamente à extração de lignina, sendo que nesta, utilizou-se uma mistura de HCl/dioxano (9:1) para tal fim. Enquanto que para a extração de celulose do composto foi utilizada solução de NaOH ( hidróxido de sódio a 4%). Curvas de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) foram obtidas paras as diversas amostras de composto; para celulose e lignina extraídas do mesmo, em diferentes períodos de compostagem. A caracterização de lignina do composto foi feita, também por diferentes técnicas: Termogravimetria (TG), Infravermelho (IV) e Ultravioleta (UV). Os resultados obtidos pelas curvas DSC do composto, lignina e celulose mostraram que os dois últimos estavam presentes do início ao final da compostagem. No entanto, seus perfis não eram mais de lignina e celulose, mas sim, de material tipo-lignina e tipo-celulose, já que estes sofreram decomposição, combinação ou transformação em suas estruturas durante todo o processo; o que pode ser evidenciado, principalmente para material tipo-lignina, com as análises de Infravermelho e Ultravioleta.The extraction and identification of lignincellulosic material during the composting process of domiciliar solid residues (RSD) were studied in this work. Samples were collected in different composting steps: raw (or 0 days), 15, 30, 60, 90, and 120 days, lignins and cellulose extractions were performed. Previously to the compost´s lignin extraction, it was necessary aqueous and lipidic extractions so that the maximum of soluble substances and fatty acids were removed before lignin extraction. In this process was used HCl: dioxane (9:1) mixture, while to the compost´s cellulose extraction was used (4% NaOH solution). DSC curves were obtained to several compost samples; to cellulose and lignin extracted from the same compost in different composting periods. The lignin extracted from the compost was also analysed through several techniques: Thermogravimetry (TG), Infra Red (IR) and Ultraviolet (UV) spectrophotometry. The obtained results through DSC curves of compost, lignin and cellulose showed that the last two ones were presented from the beginning to the end of composting process. However their structures weren´t of lignin and cellulose anymore, but a material like-lignin and likecellulose, because they undergone decomposition, combination and transformation in their structures during all process, which could be evidencied, mainly to like-lignin material, with the IR and UV analyses.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Thermal behavior of lignin and cellulose from waste composting process

The lignin and cellulose were extracted from reference material (leaves and twigs) and food of compost at different times composting: zero (raw), 30, and 120 days. According to thermogravimetric analysis and its derivative and differential scanning calorimetry curves for these samples, were verified during composting process there were considerable changes in its thermal profiles, as well as, characteristics lignin in cellulose samples and cellulose in lignin samples. These features were found by fourier transformed infrared spectroscopy. © 2012 Akadémiai Kiadó, Budapest, Hungary