SYNTHESIS OF 5-HYDROXYMETHYLFURFURAL USING IONIC LIQUID [BMIM][BR] FROM RESIDUAL SOYBEAN AND RICE BIOMASSES

Authors

  • Elisandra Scapin
  • Guenther Carlos Couto Viana Universidade Federal do Tocantins

DOI:

https://doi.org/10.20873/uft.2359-3652.2018vol5nEspecialp125

Abstract

In contrast to the major environmental impacts of the petrochemical activity, renewable energy sources have been developing, and among this, biomass has stood out. Among the derivatives obtained from biomass, 5-hydroxymethylfurfural (HMF) is considered a key piece in this process. This work aims at the use of rice and soybean hulls for the synthesis of HMF using the ionic liquid [BMIM][Br], aiming the sustainability of this process. Initially the physical pretreatment of biomass followed by acid hydrolysis was carried out. For the synthesis of HMF, 5ml of the hydrolyzate, 2g of ionic liquid at 120ºC, were used in different reaction times. The results were analyzed by infrared spectrophotometry and by high performance liquid chromatography. The best results in both biomasses were after 2h of reaction reaching a concentration of up to 25 times greater when compared to the hydrolyzate, showing the high potential of ionic liquid [BMIM] [Br] in the synthesis of furanic compounds.

Keywords: Furanic compounds, raw biomass, ionic liquids.

References

ALVARÃES, A. O. GONÇALVES, I. C. PEIXOTO, L. B. Análise Termodinâmica da Produção De 5-Hidroximetilfurfural (Hmf) a Partir da Glicose. TCC - Curso de Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química e de Petróleo, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2015.
AZEVEDO, V. Q. Caracterização e rendimento de hidrólise e fermentação de biomassa de arundo, palha e casca de arroz. 2015. 49 f. TCC - Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária, Centro de Engenharias, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2015.

CASSALES, A. R. Otimização da Hidrolise da Casca de soja (Glycine max) e avaliação da capacidade de produção de xilitol e etanol por microrganismos sobre este hidrolisado. 2010. 138 f. Dissertação de Mestrado, Instituto de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010.

DONATE, P. M. Síntese Ambientalmente Correta a partir de Biomassa. Orbital: The Electronic Journal of Chemistry, Ribeirão Preto, v. 6, n. 2, p.101-117, 15 jul. 2014. Bimestral.
DUNNIG, J.W.; DALLAS, D.E. Analytical procedures for control of sccharification process. Analytical chemistry, v.21 (6), p. 727-129, 1949.
LI, H. YANG, S. Catalytic Transformation of Fructose and Sucrose to HMF with Proline-Derived Ionic Liquids under Mild Conditions. International Journal Of Chemical Engineering: Hindawi Publishing Corporation. p. 1-7. 19 jan. 2014.
NGUYEN, C.V. LEWIS, D. CHEN W. H. HUANG, H.W. OTHMAN, Z. A. A. YAMAUCHI, Y. KEVIN, C. WU, W. Combined treatments for producing 5-hydroxymethylfurfural (HMF) from lignocellulosic biomass. Catal Today. 2:344–349.
ROCHA, G.J.M., Deslignificação de bagaço de cana de açúcar assistida por oxigênio. Tese de Doutorado em Química, IQSC, USP, São Carlos, p. 136, 2000.
SOUZA, D. A. Síntese de Biodiesel Utilizando Líquidos Iônicos. 2014. 42 f. TCC - Curso de Engenharia Ambiental, Universidade Federal do Tocantins, Palmas, 2014.
STARK A. 2011. Ionic liquids in the biorefinery: a critical assessment of their potential. Energy Environ. Sci. 4, 19-32.
VAZ JUNIOR, S. Towards a Renewable Brazilian Chemistry from Vegetal Biomass. Revista Virtual de Química, [s.l.], v. 9, n. 1, p.238-247, 2017. Sociedade Brasileira de Quimica (SBQ). http://dx.doi.org/10.21577/1984-6835.20170016.
YI, Y. B. LEE W. J. HONG S. S. CHOI, Y. H. CHUNG, C. H. Acid-mediated prodution of hydroxymrtylfurfural from raw plant biomass with high inulin an ionic liquid. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. Busan, South Korea, p. 6-9. dez. 2010.
YI, Y. B. HA, M. G. LEE, J. W. CHUNG C. H. New role of choromium fluoride: Its catalytic action on the synthesis of hydroxymethylfurfural in ionic liquid using raw plant biomass and characterization of biomass hydrolysis. Chemical Engineering Journal. Busan, South Korea, p. 370-375. 19 out. 2011.
YU, I.K.M. TSANG, D.C.W. YIP, A.C.K. CHEN S.S. OK, Y.S. Poon C.S. 2017. Catalytic valorization of starch-rich food waste into hydroxymethylfurfural (HMF): controlling relative kinetics for high productivity. Bioresour Technol. 237, 222-230.

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Published

2018-10-31

How to Cite

Scapin, E., & Viana, G. C. C. (2018). SYNTHESIS OF 5-HYDROXYMETHYLFURFURAL USING IONIC LIQUID [BMIM][BR] FROM RESIDUAL SOYBEAN AND RICE BIOMASSES. DESAFIOS - Revista Interdisciplinar Da Universidade Federal Do Tocantins, 5(Especial), 125–132. https://doi.org/10.20873/uft.2359-3652.2018vol5nEspecialp125

Issue

Vol. 5 No. Especial (2018): Suplemento - 12º e 13º Seminário de Iniciação Científica da UFT

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