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Title in Portuguese: Comparação Ambiental e Técnica de Diferentes Nanoestruturas de Celuloses Obtidas da Fibra de Coco
Title: Environmental comparison and different technical nanostructures cellulose obtained from coconut fiber
Author: Nascimento, Diego Magalhães do
Advisor(s): Rosa, Morsyleide de Freitas
Keywords: Fibra de coco
Lignina
Nanocelulose
Issue Date: 2014
Citation: NASCIMENTO, D. M. (2014)
Abstract in Portuguese: A água de coco é obtida do coco verde e é bastante comercializada no litoral do Brasil, principalmente no Norte e Nordeste do país. Entretanto, seu consumo acarreta no descarte de quantidades expressivas de casca, que inadequadamente recolhida, acaba contribuindo para o aumento da poluição e diminuição do tempo de vida dos aterros sanitários. Quando devidamente processadas, as cascas podem ser usadas para a obtenção de produtos de alto valor agregado, tais como a nanocelulose. O objetivo deste trabalho foi propor uma nova abordagem e avaliar os impactos ambientais da obtenção da nanocelulose da fibra de coco verde (Cocos nucifera), em escala de bancada. Neste estudo, a fibra de coco foi submetida a sete processos totalmente livres de cloro elementar para a extração da nanocelulose [moagem, polpação acetosolv, branqueamento, hidrólise com ácido sulfúrico 30 (v/v) e 60 (m/m) %, hidrólise oxidativa com persulfato de amônio e ultrassom de alta intensidade]. Considerando o conceito de biorrefinaria, parte da lignina removida da fibra de coco foi isolada como um coproduto do processo e os efluentes avaliados quanto ao potencial de produção de metano via digestão anaeróbia. A avaliação do ciclo de vida (ACV) seguiu as normas NBR-ISO 14040 e NBR ISO 14044. Foram consideradas as seguintes categorias de impacto: mudança climática, acidificação do solo, toxicidade humana, eutrofização e depleção hídrica. A nanocelulose obtida via ultrassom de alta intensidade apresentou um elevado rendimento, maior estabilidade térmica e índice de cristalinidade em relação aos métodos de hidrólise química. Na análise do inventário foi possível observar que, de um modo geral, o uso do ultrassom de alta potência apresenta também um melhor desempenho ambiental. Também, foi observado com auxílio da ACV, que o uso da lignina como fonte de energia não apresenta diferenças ambientais significativas em relação ao seu uso como coproduto. A extração da nanocelulose desenvolvida neste trabalho apresenta um melhor desempenho ambiental e propriedades superiores ao de outros trabalhos com a fibra de coco, além de oferecer uma alternativa inovadora para a extração da lignina e aproveitamento dos efluentes, ou seja, considerando o seu uso como potencial matéria-prima e não somente a sua destruição durante o processo.
Abstract: Coconut water is obtained from coconut and is fairly traded along the coast of Brazil, mainly in the North and Northeast. However, their consumption entails the disposal of large quantities of bark, which inappropriately collected, therefore contributes to increased pollution and decreased lifespan of landfills. When properly processed, the bark can be used to obtain products with high added value, such as nanocelulose. The aim of this study is to propose a new approach and evaluate the environmental impacts of obtaining nanocellulose of green coconut fiber (Cocos nucifera) on a laboratory scale. In this study, coconut fiber was subjected to seven fully elemental chlorine-free processes for the extraction of nanocelulose [grinding, pulping acetosolv, bleaching, hydrolysis with sulfuric acid 30 (v/v) and 60 % wt oxidative hydrolysis with ammonium persulfate and high intensity ultrasound]. Whereas the concept of biorefinery, part of the lignin removed from the coconut fiber was isolated as a oproduct of the process and effluent evaluated for potential production of methane via anaerobic digestion. A review of life cycle assessment (LCA) followed the NBR ISO-14040 and ISO 14044 the following impact categories were considered: Climate change, soil acidification, human toxicity, eutrophication and water depletion. The nanocellulose obtained via high intensity ultrasound showed a high yield, higher thermal stability and crystallinity index in relation to methods of chemical hydrolysis. In this analysis it was observed that, in general, the use of high power ultrasound has also improved environmental performance. Was also observed with the aid of LCA that use lignin as a source of energy presents no significant environmental differences in relation to its use as a coproduct. The extraction of nanocellulose developed in this paper presents an improved environmental performance and superior to the other works with the coconut fiber properties, while offering an innovative alternative for lignin extraction and utilization of wastewater, ie, considering its use as a potential raw materials and not only its destruction during the process.
Description: NASCIMENTO, Diego Magalhães do. Comparação Ambiental e Técnica de Diferentes Nanoestruturas de Celuloses Obtidas da Fibra de Coco. 2014. 94 f. Dissertação (mestrado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/16937
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