Resumo

Com os recentes avanços do cultivo de nogueira-pecã, quantidades significativas de materiais lignocelulósicos têm sido produzidas a partir do processamento para a obtenção da noz-pecã. Uma importante alternativa para agregar valor a esses resíduos é a aplicação de tecnologias hidrotérmicas que explorem uma gama de compostos de interesse na matriz lignocelulósica das matérias-primas. A hidrólise com água em estado subcrítico tem sido retratada como uma técnica eficiente para a ruptura deste complexo rico em lignocelulose, com potencial ambientalmente amigável e economicamente eficaz. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar a potencialidade de materiais residuais de cascas de nogueira-pecã, sob hidrólise subcrítica, para a produção de açúcares redutores e caracterização físico-química e morfológica destes resíduos. Diferentes temperaturas (180, 220 e 260 ºC), razões mássicas água/sólidos (R) (15 e 30 g água/g biomassa inicial, correspondendo às vazões de 20 e 40 mL/min, respectivamente) e tempos de reação (0,5 a 15 minutos) foram avaliados. Para as biomassas de cascas, o maior rendimento de açúcares redutores foi de 27,1 g/100 g de biomassa, obtido sob 220 ºC e R de 15 g água/g biomassa (220 ºC e R – 15, vazão de 20 mL/min). As análises das soluções hidrolisadas por CLAE apontaram a presença de arabinose, celobiose, glicose e xilose, além de furfural e hidroximetilfurfural. As análises de MEV, TGA e FT-IR evidenciaram a mudanças resultadas da ruptura da estrutura lignocelulósica dos materiais in natura submetidos ao processo hidrolítico, evidenciando as alterações físico-químicas e morfológicas dos resíduos.

With the recent advances in pecan cultivation, significant amounts of lignocellulosic materials have been produced from processing to obtain pecan nut. An important alternative to add value to these residues is the application of hydrothermal technologies that explore a range of compounds of interest in the lignocellulosic matrix of raw materials. Hydrolysis with water in a subcritical state has been portrayed as an efficient technique for the rupture of this complex rich in lignocellulose, with an environmentally friendly and economically effective potential. Furthermore, the objective of this study was to evaluate the potential of residual materials from pecan shells, under subcritical hydrolysis, for the production of reducing sugars and the physicochemical and morphological characterization of these residues. Different temperatures (180, 220 and 260 ºC), water/ solids mass ratios (R) (15 and 30 g water/ g initial biomass, corresponding to flows of 20 and 40 mL/ min, respectively) and reaction times (0,5 to 15 minutes) were evaluated. For the shell biomass, the highest reducing sugars yield was 27.1 g/ 100 g of biomass, obtained under 220 ºC and R of 15 g water/ g biomass (220 ºC and R - 15, flow rate of 20 mL/ min). The analysis of the hydrolyzed solutions by HPLC indicated the presence of arabinose, cellobiose, glucose, and xylose, in addition to furfural and hydroxymethylfurfural. The SEM, TGA and FT-IR analyzes showed the changes resulting from the rupture of the lignocellulosic structure of the raw materials submitted to the hydrolytic process, showing the physicochemical and morphological alterations of the residues.