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https://hdl.handle.net/10316/40235
DC Field | Value | Language |
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dc.contributor.advisor | Rocha, Jorge Manuel dos Santos | - |
dc.contributor.advisor | Carvalho, Maria da Graça Videira de Sousa | - |
dc.contributor.author | Marques, Tania Sofia Neves | - |
dc.date.accessioned | 2017-04-03T13:47:39Z | - |
dc.date.available | 2017-04-03T13:47:39Z | - |
dc.date.issued | 2015-02-20 | - |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10316/40235 | - |
dc.description | Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Química apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra | pt |
dc.description.abstract | O desenvolvimento de novas tecnologias baseadas em recursos renováveis (em particular, a biomassa lenhocelulósica) têm o potencial de conduzir a transformações económicas, sociais e ambientais com impacto favorável na sociedade. O pré-tratamento da biomassa lenhocelulósica com líquidos de baixa temperatura eutéctica/baixa temperatura de transição vítrea (líquidos de BTE/BTTV) surgiu recentemente como um pré-tratamento para a remoção selectiva da lenhina, numa forma próxima da lenhina original, permitindo a sua valorização. Os líquidos de BTE/BTTV são mais baratos e, na generalidade, são renováveis e menos poluentes que os solventes mais utilizados na valorização da biomassa. O estudo efectuado neste trabalho começou com a dissolução de madeira de Eucalipto (Eucalyptus globulus) em diferentes líquidos de BTE/BTTV, nomeadamente, (i) os líquidos [GC 20:1], [GC 100:1] (líquidos compostos por glicerol e cloreto de colina, razão molar 20:1 e 100:1, respectivamente), (ii) os líquidos [GCP 20:1] e [GCP 100:1] (líquidos compostos por glicerol e carbonato de potássio, razão molar 20:1 e 100:1, respectivamente) e (iii) os líquidos [LCCETMA 5:1], [LCCETMA (1) 5:1] e [LCCETMA (2) 5:1] (líquidos compostos por ácido láctico (≥98, 80 e 95%, respectivamente) e cloreto de (2-cloroetil) trimetilamónío, razão molar 5:1). A madeira de eucalipto utilizada neste trabalho continha um teor total de lenhina de 25,3%. Os líquidos [GCP 20:1] e [GCP 100:1] foram os que apresentaram maiores rendimentos de dissolução (14,7 e 18,5% , respectivamente); contudo, não mostraram ser selectivos para a lenhina, tendo dissolvido apenas 0,8% e 1,4% de lenhina. Por outro lado, os líquidos [LCCETMA 5:1], [LCCETMA (1) 5:1] e [LCCETMA (2) 5:1], apesar de terem apresentado rendimentos de dissolução mais baixos (11,5, 8,9 e 9,5%, respectivamente), mostraram ser mais selectivos para a lenhina, dissolvendo 7,8, 4,3 e 5,6%, respectivamente). Por fim, os líquidos [GC 20:1] e [GC 100:1] apresentaram rendimentos de dissolução baixos (7,9 e 8,3%, respectivamente) e não foram selectivos para a lenhina. Dos líquidos estudados, conclui-se que o [LCCETMA (2) 5:1] é o mais selectivo para a lenhina e de baixo custo e o líquido [GCP 100:1] é o que permite obter maior rendimento de dissolução de madeira. Realizou-se posteriormente a dissolução de três espécies de madeira diferentes, Mimosa (Acacia dealbata), Giesta (Cytisus sp.) e Silva (Rubus sp.), nos líquidos seleccionados, [GCP 100:1] e [LCCETMA (2) 5:1]. Estas madeiras continham, respectivamente, 26,5 , 22,5 e 29,6% de lenhina. Ao contrário do que sucedeu com as outras espécies, a dissolução da madeira de Mimosa nestes líquidos mostrou ser muito selectiva para a lenhina. De facto, o líquido [GCP 100:1] permitiu dissolver 8,4% desta madeira, correspondendo 7,7% a lenhina dissolvida; por sua vez, a dissolução com o líquido [LCCETMA (2) 5:1] apresentou um rendimento de 9,9%, sendo 8,8% lenhina dissolvida. Por último foram efectuadas dissoluções da madeira de Mimosa com os mesmos líquidos [GCP] e [LCCETMA(2)] mas com diferentes razões molares com o objectivo de perceber a influência da razão molar na selectividade para a lenhina. Nos líquidos [GCP], o aumento da proporção de glicerol de (20:1) para (200:1), (líquidos [GCP 20:1] e [GCP 200:1]) permitiu aumentar em cerca de 11% o teor de lenhina dissolvida. Por sua vez, na dissolução da Mimosa com o líquido [LCCETMA (2)], ao aumentar a proporção de ácido láctico de (5:1) para (10:1) (líquido [LCCETMA (2) 5:1] e [LCCETMA (2) 10:1]), a quantidade de lenhina dissolvida aumentou 5,6%. Na tentativa de precipitar a lenhina dissolvida nos líquidos de BTE/BTTV obtiveram-se rendimentos de precipitação relativamente baixos. Por exemplo, ao utilizar a água como anti-solvente, o rendimento de precipitação máximo foi de 45%. É então necessário prosseguir estudos nesta área para melhorar este desempenho. | pt |
dc.description.abstract | The development of new technologies using renewable resources (such as lignocellulosic biomass) might be helpful to induce important economic, social and environmental changes within the society. The pre-treatment of lignocellulosic biomass using deep eutectic solvents/low transition temperature mixtures (DES/LTTMs), has recently appeared in the market as a solution to primarily remove the lignin, as similarly as possible to the original, so that it might be re-used. Note, that the deep eutectic solvents/low transition temperature mixtures are economical, renewable and environmentally friendly solvents. The present study was initiated by the dissolution of Eucalyptus wood (Eucalyptus globulus) into several different DES/LTTMs, namely: (i) [GC 20: 1], [GC 100: 1] (liquids comprising choline chloride and glycerol, with a molar ratio of 20: 1 and 100: 1, respectively); (ii) the [GCP 20: 1] and [GCP 100: 1] (liquids including glycerol and potassium carbonate, with a molar ratio of 20: 1 and 100: 1, respectively) and (iii) [LCCETMA 5: 1], [LCCETMA(1) 5: 1] and [LCCETMA(2) 5: 1] (composed by lactic acid (≥98%, 80% and 95%, respectively) and (2 chloroethyl) trimethylammonium chloride with a molar ratio of 5: 1. Both the [GCP 20: 1] and [GCP 100: 1] liquids presented the higher dissolution efficiency (of 14,7% and 18,5%, respectively); nonetheless both proved not to be selective for lignin (having dissolved only 0,8% and 1,4% of the total amount of 25,3% of lignin). Subsequently, the results for the [LCCETMA 5: 1], [LCCETMA (1) 5: 1] and [LCCETMA (2) 5: 1] liquids, revealed a lower dissolution efficiency (11,5%, 8,9% and 9,5%, respectively), however they proved to more selective for lignin (having dissolved 7,8%, 4,3% and 5,6% of the total content, which was 25,3%). Finally, the results for the [GC 20: 1] and [GC 100: 1] liquids, presented low efficiency for the lignin dissolution (of about 7,9% and 8,3%, respectively) and proved also not to be selective for lignin. Therefore, the study concludes that the [LCCETMA (2) 5: 1] liquid is not only the more selective for lignin, but is also the less expensive one. On the other hand, the [GCP 100:1] liquid allows to obtaining higher yields of the wood dissolution. Afterwards, the dissolution procedure was applied on three different types of wood (Mimosa – Acacia dealbata; Broom – Cytisus sp; and Silva – Rubus sp), using the [GCP 100: 1] and [LCCETMA (2) 5: 1] liquids. The Mimosa wood dissolution using the [GCP 100: 1] and [LCCETMA (2) 5: 1] liquids proved to be highly selective for the lignin. The dissolution with the [GCP 100: 1] liquid displayed a 8,4% dissolution yield and dissolved 7,7% of the lignin (of a total amount of: 26,5%); as for the dissolution with the [LCCETMA(2) 5: 1] liquid, the dissolution yield was of 9,9% and it dissolved about 8,8% of the lignin (of a total of: 26,5%). In contrast, the dissolution of the Broom and Silva wood using the [GCP 100: 1] and [LCCETMA (2) 5: 1] liquids, proved not to be selective for lignin. Finally, the Mimosa wood was also dissolved with [GCP] liquid (which comprises glycerol and potassium carbonate) and [LCCETMA (2)] liquid (composed by lactic acid (95%) and (2-chloroethyl) trimethylammonium chloride, using different molar ratios, in order to understand the effect that these (the molar ratios) have on the lignin selection. By increasing the glycerol proportion in the [GCP] liquid – from (20: 1) to (200: 1), for the [GCP 20: 1] and [GCP 200: 1] liquids – the amount of dissolved lignin increased 5,6 %. During the precipitation phase, the results of the dissolved lignin using the DES / LTTMs presented relatively lower precipitation yields. For instance, when using water as an anti-solvent, the maximum precipitation yields were 44,9%. Thus, it is required to undertake further studies about the lignin precipitation. | pt |
dc.language.iso | por | pt |
dc.rights | openAccess | pt |
dc.subject | Líquidos de BTE/BTTV | pt |
dc.subject | Pré-tratamento | pt |
dc.subject | biomassa lenhocelulósica | pt |
dc.subject | biorefinaria | pt |
dc.subject | recursos renováveis | pt |
dc.subject | sustentabilidade | pt |
dc.subject | DES / LTTMs | pt |
dc.subject | pre-treatment | pt |
dc.subject | lignocellulosic biomass | pt |
dc.subject | biorefinery | pt |
dc.subject | renewable resources | pt |
dc.subject | sustainability | pt |
dc.title | Dissolução selectiva da biomassa lenhocelulósica com misturas de baixa temperatura de transição vítrea ou eutética | pt |
dc.type | masterThesis | pt |
degois.publication.location | Coimbra | pt |
dc.date.embargo | 2015-02-20 | * |
dc.identifier.tid | 201674890 | pt |
thesis.degree.grantor | 00500::Universidade de Coimbra | pt |
thesis.degree.name | Mestrado Integrado em Engenharia Química | pt |
uc.degree.grantorUnit | 0501 - Faculdade de Ciências e Tecnologia | por |
uc.rechabilitacaoestrangeira | no | pt |
uc.date.periodoEmbargo | 0 | pt |
item.fulltext | Com Texto completo | - |
item.openairecristype | http://purl.org/coar/resource_type/c_18cf | - |
item.grantfulltext | open | - |
item.languageiso639-1 | pt | - |
item.openairetype | masterThesis | - |
item.cerifentitytype | Publications | - |
crisitem.advisor.researchunit | CIEPQPF – Chemical Process Engineering and Forest Products Research Centre | - |
crisitem.advisor.researchunit | CIEPQPF – Chemical Process Engineering and Forest Products Research Centre | - |
crisitem.advisor.parentresearchunit | Faculty of Sciences and Technology | - |
crisitem.advisor.parentresearchunit | Faculty of Sciences and Technology | - |
crisitem.advisor.orcid | 0000-0003-3759-4730 | - |
crisitem.advisor.orcid | 0000-0002-6636-3133 | - |
Appears in Collections: | UC - Dissertações de Mestrado FCTUC Eng.Química - Teses de Mestrado |
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Dissolucao selectiva da biomassa lenhocelulosica com misturas de baixa temperatura de transicao vitrea ou eutectica.pdf | 2.79 MB | Adobe PDF | View/Open |
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