ANÁLISE TÉRMICA DOS RESÍDUOS DE CASCA DE ACÁCIA-NEGRA (ACACIA MEARNSII DE WILD.) IN NATURA E QUIMICAMENTE TRATADOS

  • Paula da Cruz Pedroso
  • Julio Henrique Cardoso de Freitas
  • Tereza Longaray Rodrigues
  • André Ricardo Felkl de Almeida
  • Marcilio Machado Morais
  • Gabriela Silva da Rosa
Rótulo Lignina, klason, Hemicelulose, Celulose, Deslignificação

Resumo

A acácia-negra (Acácia mearnsii de Wild), é amplamente cultivada com principal intuito de extrair os taninos presentes na sua casca. A extração de taninos consiste em uma atividade industrial responsável pela geração de resíduos, tais como a casca de acácia esgotada, a qual é composta principalmente por celulose, hemicelulose e lignina e tem sido alvo de diversas pesquisas como o desenvolvimento de materiais adsorventes, geração de biogás, produção de nanocelulose, entre outras. Visando a obtenção da celulose aplica-se pré-tratamentos que promovam o fracionamento de compostos presentes na biomassa. O tratamento alcalino consiste em um procedimento acessível que promove a remoção de lignina klason e hemicelulose, e quando associado à etapa de branqueamento permite um aumento na sua eficiência. Assim, esse trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do pré-tratamento alcalino e branqueamento nas propriedades térmicas dos resíduos da casca de acácia-negra. A biomassa foi submetida a uma extração sequencial com hexano/etanol/água em Soxhlet, durante 6h, na proporção de 1:16 (g:mL), após ocorreu a secagem por 18h a 80ºC, obtendo assim a casca de acácia sem extrativos (CAcSE). Para a realização da deslignificação a CAcSE foi mantida em agitação mecânica com uma solução aquosa de NaOH 6% (m/v) durante 2,5 h a 65°C, ao final do período reacional realizou-se filtração, neutralização e secagem a 50ºC por 18h, promovendo a obtenção da casca de acácia deslignificada (CAcDesl). O branqueamento foi realizado utilizando a CAcDesl com solução tampão acetato e clorito de sódio aquoso na proporção de 1:100 (m:v) a 80 °C por 4 h, realizou-se filtração, neutralização e secagem a 50 °C por 12 h. Obtendo-se assim casca de acácia branqueada (CAcBr). O rendimento de cada procedimento foi quantificado relacionando as massas inicial e final de cada etapa. O teor de lignina klason dos materiais foi determinado por meio do procedimento descrito pela norma TAPPI T222 om-88 e o teor de cinzas pela norma TAPPI T211 om[1]22. As amostras obtidas foram caracterizadas através da análise termogravimétrica, realizada em um equipamento modelo TGA-50 (Shimadzu), usando entre 3 e 7 mg, com taxa de aquecimento de 15°C.min-1 até atingir a temperatura de 100°C. No pré-tratamento alcalino foi possível perceber que houve redução no teor de lignina klason em cerca de 3,7870±0,9492%, apresentando rendimento de 659,24±1,58%. Na etapa de branqueamento observou-se a redução no lignina klason de forma eficiente e rendimento de 78,28± 1,48%. A análise termogravimétrica indicou que houve uma perda de massa, inferior a 10%, pouco abaixo de 100ºC, referente à perda de umidade. A faixa de degradação de compostos lignocelulósicos está localizada entre 200 e 500ºC, em que as faixas de 180-350ºC, 250-500ºC, 275-350ºC correspondem à degradação de hemicelulose, lignina klason e celulose, respectivamente. Percebeu-se que a perda de massa, próximo a 500°C, da amostra CAcSE foi superior à da CAcDesl,confirmando o observado anteriormente através do teor de lignina klason, visto que o procedimento de deslignificação promove uma redução no teor de lignina. O fato de haver apenas uma perda de massa na região de 350°C, na amostra CAcBr, sugere que o pré-tratamento empregado removeu lignina e hemicelulose eficientemente, corroborando com o apresentado pelo teor de lignina. Na região entre 275 e 400°C, notou-se uma variação na temperatura de degradação da celulose após as diferentes etapas de pré-tratamento, este comportamento pode ser relacionado a diversos fatores, tais como alterações na cristalinidade, tamanho de cristais e substâncias presentes na superfície do material. Assim, concluiu-se que os procedimentos empregados possibilitaram a remoção da hemicelulose e lignina klason dos resíduos da casca de acácia-negra, permitindo a obtenção de um material rico em celulose com elevado rendimento e potencial para futuras aplicações, como matéria prima na produção de nanocelulose.

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Publicado
2022-11-23
Como Citar
DA CRUZ PEDROSO, P.; HENRIQUE CARDOSO DE FREITAS, J.; LONGARAY RODRIGUES, T.; RICARDO FELKL DE ALMEIDA, A.; MACHADO MORAIS, M.; SILVA DA ROSA, G. ANÁLISE TÉRMICA DOS RESÍDUOS DE CASCA DE ACÁCIA-NEGRA (ACACIA MEARNSII DE WILD.) IN NATURA E QUIMICAMENTE TRATADOS. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 2, n. 14, 23 nov. 2022.