RECUPERAÇÃO E VALORIZAÇÃO DA LIGNINA: PRODUÇÃO DO ÁCIDO P-COUMÁRICO A PARTIR DA LIGNINA RESIDUAL DA PRODUÇÃO DE ETANOL DO SABUGO DE MILHO
Valorização, Sabugo de Milho, Lignina, Ácido p-Coumárico.
O pré-tratamento representa um dos principais custo do processo de produção de bioetanol, respondendo por aproximadamente 18 a 20% do total das despesas. No entanto, é uma etapa crucial para romper a matriz lignocelulósica, aumentando a acessibilidade enzimática à celulose e à hemicelulose e garantindo a preservação de outros componentes da biomassa para posterior valorização. O presente estudo concentrou-se na espiga de milho, um resíduo lignocelulósico do processamento de grãos, com o objetivo de extrair e caracterizar a lignina, estabelecendo uma rota promissora para a produção de açúcares fermentáveis viáveis para produção de bioetanol. O pré-tratamento oxidativo-organosolv foi aplicado, e a reciclagem de sua fração líquida foi avaliada como uma estratégia para reduzir os custos operacionais. Os pré-tratamentos com 50% de solução reagente reciclada e a substituição completa dos componentes foram tão eficazes quanto aqueles realizados com reagentes inteiramente novos até o quarto ciclo, com um declínio gradual da eficiência a partir do quinto ciclo. A reciclagem do licor afetou ligeiramente as características da lignina recuperada, especialmente em relação à estabilidade térmica e à capacidade de absorção de UV. No entanto, essa abordagem permitiu maior recuperação de lignina e demonstrou que a reciclagem parcial do licor é uma rota viável para redução de custos sem perdas significativas de desempenho. A lignina isolada do pré-tratamento e o sólido residual da hidrólise enzimática (EHL) apresentaram alta pureza, adequados para uso como materiais de valor agregado. Neste estudo, a EHL foi ainda utilizada como matéria-prima para a produção de ácido p-cumárico (p-CA), um composto fenólico de alto valor industrial. A conversão de EHL em p-CA foi obtida pela integração da despolimerização alcalina com a oxidação usando persulfato de sódio. As análises de planejamento experimental identificaram a concentração de NaOH como uma variável-chave na clivagem das ligações éster e éter, enquanto o persulfato atuou como um oxidante, aumentando o rendimento do p-CA. Em condições otimizadas, foram obtidos aproximadamente 5 g de p-CA por 100 g de EHL. A análise térmica antes e após a despolimerização permite inferir que a clivagem preferencial ocorre nas ligações β–O–4. A fração EHL não despolimerizável (nD-EHL) foi posteriormente avaliada quanto à sua capacidade de adsorção ao corante azul de metileno. Embora seu desempenho de adsorção tenha sido inferior ao dos adsorventes convencionais à base de lignina, o nD-EHL ainda apresentou capacidade de adsorção. Considerando que este material representa o resíduo final após múltiplas etapas de valorização — da rota de produção de bioetanol à recuperação de ácido fenólico — ele apresenta potencial para uso em sistemas com baixas concentrações de corante ou como componente de adsorventes compostos. De modo geral, a abordagem integrada proposta demonstra uma estratégia de biorrefinaria sustentável, na qual múltiplos produtos de alto valor são derivados de um único resíduo agrícola — a espiga de milho. A combinação de pré-tratamento oxidativo-organosolv, reciclagem de licor, recuperação de lignina e subsequente despolimerização alcalina-oxidativa em p-CA destaca um caminho promissor para a utilização total da biomassa lignocelulósica e o avanço dos conceitos de bioeconomia circular.