Valorizarion [sic] of oil palm empty fruit bunches : classical and novel (imidazol) pretreatment methods for production of ethanol and other value-added products

Abstract

Resumo: O objetivo deste trabalho é valorizar os cachos vazios obtidos do processo de extração de óleo de palma mediante a aplicação de três diferentes pré-tratamentos: sequencial ácido-alcalino, imidazol e hidrotérmico ácido. Desde o ponto de vista de uma biorrefinaria, além do aproveitamento das frações sacarídeas para produção de biomoléculas por fermentação, a fração de lignina é um componente da biomassa lignocelulósica com potencial para diversas aplicações. Nesse sentido, a lignina extraída dos cachos vazios da palma mediante pré-tratamento sequencial ácido-alcalino foi utilizada como único agente redutor e protetor na síntese de nanopartículas de ferro. Estas nanopartículas verdes foram posteriormente caracterizadas e avaliadas como coadjuvantes na produção de biohidrogênio por fermentação anaeróbia de águas residuais industriais. Por outro lado, o aproveitamento das frações sacarídeas dos cachos vazios da palma na produção de bioetanol e outras biomoléculas foi estudado aplicando pré-tratamentos com imidazol e hidrotérmico ácido. A efetividade desses dois pré-tratamentos foi avaliada em função da digestibilidade enzimática dos cachos vazios pré-tratados e a produção e produtividade de bioetanol por fermentação dos hidrolisados enzimáticos ricos em açúcares redutores.

Abstract: The objective of the present work is the valorization of the empty bunches obtained after oil extraction from the oil palm fruits by application of three different pretreatments: sequential acid-alkaline, imidazole and acid-assisted hydrothermal. From a biorefinery point of view, besides using the saccharidic fractions for the production of biomolecules by fermentation, the lignin fraction is another component from the lignocellulosic biomass with high potential for different applications. Thus, the lignin extracted from the oil palm empty fruit bunches by sequential acid-alkaline pretreatment was employed as single reducing and capping agent in the synthesis of iron nanoparticles. These green lignin-mediated nanoparticles were subsequently characterized and evaluated for enhancing the biohydrogen production by anaerobic fermentation of industrial wastewaters. Additionally, the saccharidic fractions from the oil palm empty fruit bunches were used for the production of bioethanol and other biomolecules applying imidazole and acid-assisted hydrothermal pretreatments. The effectiveness of these two pretreatments was evaluated testing the enzymatic digestibility of the pretreated oil palm empty fruit bunches and the bioethanol production and productivity by fermentation of the enzymatic hydrolysates, rich in reducing sugars.