BR102020018619A2 - Processo de separação seletiva de frações de biomassa lignocelulósica, processo de preparo do líquido iônico e processo de preparo do solvente eutético - Google Patents

Abstract

A presente invenção trata de um processo de separação seletiva de frações de biomassa lignocelulósica utilizando líquidos iônicos ou solventes eutéticos biocompatíveis, obtidos a partir de precursores de guanidina, de baixo custo, e preparados em condições brandas de processamento. Os líquidos iônicos ou solventes eutéticos são utilizados para a dissolução seletiva de frações presentes (celulose, lignina e hemicelulose) na biomassa lignocelulósica. As correntes de celulose, lignina e hemicelulose oriunda do presente processo têm vasto potencial para obtenção de biocombustíveis e bioprodutos.

Description

PROCESSO DE SEPARAÇÃO SELETIVA DE FRAÇÕES DE BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA, PROCESSO DE PREPARO DO LÍQUIDO IÔNICO E PROCESSO DE PREPARO DO SOLVENTE EUTÉTICO Campo da Invenção

[001] A presente invenção trata de um processo de separação seletiva de frações de biomassa lignocelulósica utilizando líquidos iônicos ou solventes eutéticos biocompatíveis, obtidos a partir de precursores de guanidina, de baixo custo, e preparados em condições brandas de processamento. A utilização desses líquidos iônicos ou solventes eutéticos em processos de dissolução de biomassas lignocelulósicas permite elevada seletividade e baixa geração de produtos de degradação. As correntes de celulose, lignina e hemicelulose oriundas do presente processo têm vasto potencial para utilização como matérias primas para obtenção de biocombustíveis e de produtos renováveis.

Descrição do Estado da Técnica

[002] Atualmente a matriz energética mundial depende, consideravelmente, de recursos de origem fóssil. Dados demonstram que, aproximadamente, 80% da energia consumida no mundo vêm de fontes fósseis, com efeitos negativos ao meio ambiente e à sociedade.

[003] Dessa forma, o uso de matérias-primas renováveis para obtenção de combustíveis e produtos com baixa pegada de carbono tem cada vez mais relevância. Neste sentido, uma das matérias-primas renováveis de maior abundância são os resíduos lignocelulósicos, tipicamente oriundos de atividades agroindustriais, e que consistem principalmente de 40% a 50% de celulose, 25% a 30% de hemicelulose, 15% a 20% de lignina e traços de pectina, compostos nitrogenados e inorgânicos (CHEN et al., 2017).

[004] A celulose é um homopolissacarídeo composto por unidades de glicose, unidas por ligação β1,4 glicosídica. A glicose é um açúcar de 6 átomos de carbono. A hemicelulose é um heteropolímero formado por pentoses, hexoses e ácidos urônicos. Seu principal componente é a xilose, um açúcar de 5 carbonos. A lignina é o polímero natural mais complexo, consistindo predominantemente de unidades de fenilpropano metoxilados. Mais especificamente os álcoois p-coumaril (H), coniferil (G) e sinapil (S).

[005] Desta forma, a decomposição de hemicelulose, celulose e lignina podem dar origem a correntes contendo açúcares de 5 e 6 carbonos, além de precursores de compostos aromáticos, respectivamente. Tais compostos apresentam inúmeras aplicações, daí o interesse na obtenção destes produtos de origem renovável.

[006] Entretanto, um dos maiores desafios é a solubilização destas frações dos resíduos lignocelulósicos de forma completa e seletiva. Tipicamente, o processo para produção de etanol celulósico submete a biomassa lignocelulósica a elevadas pressões e temperaturas, com auxílio de ácidos, para promover a dissolução da fração hemicelulósica. Em seguida, com auxílio de enzimas, a fração celulósica é convertida em glicose. Apesar de eficaz, o mencionado processo apresenta um custo elevado, gera subprodutos indesejáveis e não produz correntes puras de açúcares de 5 e 6 carbonos.

[007] Outros pré-tratamentos empregados para processamento de biomassas lignocelulósicas utilizam:

• a) promotores de hidrólise, NaOH e NH3, que auxiliam na solubilização parcial da hemicelulose com reflexos sobre lignina, sílica, ácidos urônicos e grupamentos O-acetil, além de alterações nas dimensões da fibra;
• b) adição de Na2S para remover a lignina da biomassa lignocelulósica, seguido de tratamento com H2O2 para remoção da lignina residual e componentes que conferem cor;
• c) tratamento com ácidos, em que o íon hidrônio ataca regiões amorfas das fibras, liberando as regiões cristalinas e causando aumento na área superficial e na sua acessibilidade para ataque de outras substâncias.

[008] Embora efetivos, os tratamentos elencados no estado da técnica são agressivos, utilizam reagentes químicos e geram rejeitos que precisam ser tratados antes de serem descartados, pois podem ser tóxicos ou causar dano ao meio ambiente. Outro fato a ser destacado é que os processos geram inibidores, tais como furfurais e ácidos orgânicos, que prejudicam as etapas posteriores de hidrólise enzimática e fermentação na produção de biocombustíveis e bioprodutos.

[009] No que tange à dissolução de celulose, dois métodos principais são utilizados industrialmente: Viscose (CS2 em NaOH) e Lyocell (N-metil-morfolina-N-óxido). Tais métodos são considerados eficientes, mas apresentam problemas ambientais devido ao uso desses solventes.

[010] O processo de dissolução da celulose ocorre através da reação dos grupos hidroxila da celulose com o solvente, reduzindo ou destruindo a rede de ligações de hidrogênio do polissacarídeo, tanto intermoleculares quanto intramoleculares. Tal fato decorre da formação de ligações de hidrogênio com os componentes dos solventes, ou da interação entre íons metálicos e as hidroxilas da celulose. Assim, o estado da técnica propõe a utilização de solventes alternativos, tais como líquidos iônicos e solventes eutéticos para aplicação no processo de dissolução de biomassas lignocelulósicas.

[011] Líquidos iônicos apresentam propriedades relevantes para o processo de solubilização de biomassa, tais como pressão de vapor desprezível, alta condutividade e alta estabilidade térmica (decompõe acima de 350°C). A dissolução de biomateriais se dá devido a sua grande facilidade em formar ligações de hidrogênio, indicando a possibilidade do seu uso como substitutos de solventes orgânicos, lubrificantes, catalisadores, eletrólitos, surfactantes, recuperação de metais, captura de CO2, entre outros.

[012] IRZIK etal. (2014) tratam do desenvolvimento de líquidos iônicos para dissolução de biomassa, no entanto não são relatados usos de líquidos iônicos biocompatíveis com cátions colínio (Ch), efedrínio e oxazolínio, e ânions derivados de aminoácidos, ácidos orgânicos e ácidos graxos.

[013] De outra forma, PORWAL et al. (2016) propõem o uso de tetrametil guanidina em combinações com íons acetato, sulfato, fosfato e trifluoroacetato para catalisar reações de esterificação de ácido oleico.

[014] PEZOA-CONTE et al. (2017) sintetizaram 1,1,3,3-tetrametilguanidina propionato, e alcançaram a dissolução de 67% dos carboidratos presentes em uma alga.

[015] O documento WO2012/059643 cita a obtenção de líquido iônico a partir de precursor de guanidina, entretanto o método de preparo proposto necessita de uma etapa de contato com um gás ácido. Além disso, o conjunto de ânions propostos obrigatoriamente precisa conter dois grupos hidroxila e o precursor de guanidina empregado é um composto de elevado custo.

[016] O documento WO2008098032 se refere a um método para converter material Iignocelulósico em biocombustível, que compreende um pré-tratamento de material lignocelulósico através da dissolução do material em líquidos iônicos. O material lignocelulósico pré-tratado pode ser isolado, por exemplo, por precipitação com um solvente regenerador (por exemplo, água), e ser usado diretamente na formação de biocombustível, incluindo a hidrólise para formar açúcar e a fermentação para formar combustível, tal como o bioetanol. Neste processo, o líquido iônico é reciclado para uso posterior, através da evaporação da água introduzida durante a precipitação, fornecendo um caminho para uma fração rica em hemiceluloses e um líquido iônico de qualidade consistente. Apesar do exposto, o documento WO2008098032 não cita formulações baseadas em bicarbonato de guanidina.

[017] O documento CN108441530A revela um método para o pré-tratamento da lignocelulose usando um solvente eutético alcalino. O método pode melhorar a eficiência da hidrólise enzimática da lignocelulose, melhorar a recuperação do monômero de açúcar da hemicelulose e aumentar o rendimento total de açúcar. O método apresenta muitas vantagens, como baixo custo, alta operacionalidade, baixo consumo de energia e respeito ao meio ambiente. Todavia, não menciona sobre a utilização de solvente eutético biocompatível obtido a partir de precursores baseados em guanidina.

[018] Ademais, LOPES et al. (2013) revelam a exposição do substrato lignocelulósico a diferentes pré-tratamentos com líquidos iônicos, caracterização do material pré-tratado e análise da sua hidrolisabilidade enzimática. Apontando o uso de líquidos iônicos para o pré-tratamento do substrato lignocelulósico para produção de bioetanol 2G. Entretanto de forma diferente do apresentado na presente invenção, os autores utilizaram o acetato de 1 -etil-3-metilimidazolio ([C2mim] [Ac] ), tratando-se de uma classe distinta de líquidos iônicos que apresentam maior custo e toxidez.

[019] Apesar das vantagens de utilização, os líquidos iônicos e solventes eutéticos, tradicionalmente descritos no estado da técnica, apresentam elevada toxidez e custo de produção, fatos esses que limitam a sua aplicação em processos industriais de solubilização de biomassas lignocelulósicas.

[020] Neste contexto, o estado da técnica falha em sugerir líquidos iônicos e solventes eutéticos sintetizados com intuito de apresentarem baixa toxicidade, reduzido custo de produção, elevada biodegradabilidade, e biocompatibilidade com cátions colínio (Ch), efedrínio e oxazolínio, e ânions derivados de aminoácidos, ácidos orgânicos e ácidos graxos. Além disso, solventes biocompatíveis são baseados em produtos naturais e tem maior facilidade de serem degradados por micro-organismos, menor possibilidade de gerar problemas ambientais ou danos à saúde humana.

[021] Nesse cenário, a presente invenção propõe a utilização de líquidos iônicos baseados em guanidina como uma solução importante para a solubilização de biomassa lignocelulósica.

[022] A presente invenção trata da obtenção de líquidos iônicos e solventes eutéticos biocompatíveis, obtidos a partir de precursores de baixo custo e em condições de síntese branda. Os líquidos iônicos e solventes eutéticos apresentam elevada capacidade de dissolução e alta seletividade no processo de dissolução de biomassa lignocelulósica. Outras vantagens relacionadas à utilização desses solventes são as condições brandas de dissolução da biomassa lignocelulósica e a baixa formação de compostos de degradação.

[023] Dessa forma, a presente invenção propõe um processo de baixa severidade para dissolução de biomassa lignocelulósica, com elevada seletividade e baixa geração de produtos de degradação, a partir do emprego de um líquido iônico e/ou solvente eutético biocompatível com cátions guanidina, e ânions derivados, de ácidos orgânicos, polióis ou ureia.

Descrição Resumida da Invenção

[024] A presente invenção trata de um processo de separação seletiva de frações de biomassa lignocelulósica utilizando líquidos iônicos ou solventes eutéticos biocompatíveis, a partir de precursores de baixo custo e preparados em condições brandas. Os líquidos iônicos ou solventes eutéticos preparados são utilizados para a dissolução seletiva de frações presentes (celulose, lignina e hemicelulose) na biomassa lignocelulósica.

[025] A presente invenção é aplicável ao processo de dissolução de biomassa lignocelulósica que pode gerar correntes para a produção de biocombustíveis e bioprodutos, com destaque para rotas de fermentação de açúcares como glicose e xilose. Além disso, a lignina dissolvida obtida pode ser empregada para obtenção aromáticos.

Breve Descrição das Figuras

[026] A presente invenção será descrita com mais detalhes a seguir, com referência às figuras em anexo que, de uma forma esquemática e não limitativa do escopo inventivo, representam exemplos de realização da mesma.

[027] A FIGURA 1 representa os resultados de dissolução de xilana, celulose e lignina com o emprego do líquido iônico obtido a partir do ácido butírico e do bicarbonato de guanidina.

[028] A FIGURA 2 representa os resultados dos testes de dissolução, realizados em protocolo similar ao empregado para os ensaios com líquidos iônicos.

[029] A FIGURA 3 representa de forma esquemática o processo proposto, onde:

• • Biomassa (1)
• • Solvente (líquido iônico ou solvente eutético) (2)
• • Reator de dissolução (3)
• • Efluente do reator de dissolução (fase líquida + sólido) (4)
• • Filtro (5)
• • Corrente sólida (rica em carboidratos) (6)
• • Processo de sacarificação enzimática (7)
• • Corrente contendo xilose e glicose (8)
• • Fermentação de segunda geração (9)
• • Processos químicos (hidrogenação) (10)
• • Produtos de processos biológicos (11)
• • Produtos de processos químicos (ex.: xilitol e sorbitol) (12)
• • Corrente líquida (lignina dissolvida) (13)
• • Hidrogenação (14)
• • Produto aromático (15)
• • Anti-solvente (19)
• • Reator de precipitação (20)
• • Corrente de solvente e lignina sólida (21)
• • Filtro (22)
• • Lignina sólida (23)
• • Corrente de solvente (24)
• • Purificação (25)
• • Reciclo de solvente para o processo (26)
• • Reposição de solvente fresco (27)

Descrição Detalhada da Invenção

[030] O processo de separação seletiva de frações de biomassa lignocelulósica utilizando líquidos iônicos ou solventes eutéticos biocompatíveis, a partir de precursores de baixo custo, toxidez diminuída e preparados em condições brandas, de acordo com a presente invenção e ilustrado na Figura 3, na qual os líquidos iônicos são sintetizados pelo método ácido-base, em proporções equimolares, sem a presença de sais halogenados.

[031] As bases utilizadas são bicarbonato ou as com ânions hidroxila de modo a evitar a formação de subprodutos que não sejam água ou CO2. O bicarbonato de guanidina é a base preferencialmente utilizada.

[032] Diversos ácidos orgânicos, de diferentes tamanhos de cadeia, tais como ácidos acético, propiônico, butírico, hexanóico, benzóico e lático, preferencialmente o ácido butírico, podem ser utilizados para formação do líquido iônico nas condições de dissolução.

[033] A preparação do líquido iônico consiste na adição lenta, durante um período de 10 h a 14 h, do ácido orgânico ao bicarbonato de guanidina, em temperaturas na faixa de 20°C a 40°C. As condições de reação são mantidas por um período adicional de 24 h a 48 h de forma a garantir a completa conversão.

[034] Os solventes eutéticos são preparados a partir cloreto de guanidina e um doador de hidrogênio selecionado do grupo formado por uréia, glicerol, etilenoglicol, ácido acético, ácido malônico, ácido oxálico, ácido fenilacético, ácido propiônico e ácido lático, preferencialmente a uréia, o glicerol, o etileno glicol e o ácido lático. As razões molares entre o cloreto de guanidina e o doador de hidrogênio varia de 10:1 a 1:10, preferencialmente 2:1. A preparação ocorre através do aquecimento da mistura de cloreto de guanidina com o doador de hidrogênio em temperaturas entre 60°C e 100°C, sob agitação constante, por um período de 0,5 h a 24 h.

[035] Uma alternativa para preparo dos líquidos iônicos ou dos solventes eutéticos é que pode ser utilizada fontes não-térmicas como micro-ondas e/ou ultrassom.

[036] O processo de separação seletiva de frações de biomassa lignocelulósica, utilizando os líquidos iônicos ou solventes eutéticos compreende as seguintes etapas:

• a) preparar o líquido iônico ou solvente eutético (2);
• b) contactar a referida biomassa lignocelulósica (1) com o líquido iônico ou solvente eutético (2) proveniente da etapa (a), em reator de dissolução (3), em que o processo de dissolução deve ocorrer em temperaturas na faixa de 25°C a 180°C, com relação líquido iônico: biomassa de 1000/1-2/1 durante tempos de residência variando de 5 min a 24h;
• c) permitir que a referida biomassa lignocelulósica (1) se dissolva no referido liquido iônico ou solvente eutético (2) preparado na etapa (a) bem como a seletividade desejada seja obtida;
• d) separar a corrente de sólidos e líquido (4) gerada no reator de dissolução (3), que pode empregar processos unitários de decantação, centrifugação, filtração ou ainda combinações dos anteriores em condições operacionais adequadas;
• e) enviar a correntes de sólidos (6) e a corrente líquida (13) para processamento adicional, podendo então seguir para diferentes processos de conversão química ou biológica a jusante da etapa de dissolução, a depender do objetivo. O ajuste da seletividade de dissolução das frações da biomassa é feito através da escolha do solvente: líquido iônico, solvente eutético ou mistura de ambos, possibilitando a realização de vários esquemas de processos distintos.

[037] Um dos esquemas de processo possíveis é a dissolução seletiva da lignina, gerando um composto sólido de elevada pureza, contendo majoritariamente celulose e hemicelulose. Essa corrente de sólidos (6) pode ser submetida a um processo de sacarificação enzimática, gerando uma corrente de açúcares (8) que poderão ser, posteriormente, fermentados a etanol de segunda geração. A corrente contendo lignina dissolvida poderá ser utilizada na obtenção de compostos aromáticos (15), como benzeno, tolueno, xileno.

[038] Outra variação possível é a dissolução seletiva da lignina e da hemicelulose, gerando uma corrente de celulose. A utilização da corrente de sólidos (6) contendo principalmente celulose no processo de sacarificação enzimática (7) conduz a uma otimização tendo em vista que o desempenho das enzimas será superior, devido à ausência de outras frações além da celulose.

[039] Conforme será demonstrado nos exemplos, o líquido iônico apresenta elevada seletividade para a dissolução de lignina enquanto os solventes eutéticos apresentam considerável solubilização da lignina e da hemicelulose.

[040] Na Figura 3 é apresentado um esquema de uma concretização possível, mas não limitada a, do processo de separação seletiva das frações de biomassas lignocelulósicas. O reator de dissolução (3) recebe a biomassa (1) e o líquido iônico ou o solvente eutético (2). O processo de dissolução gera a corrente (4), composta por sólidos e líquido, que é enviada ao filtro (ou outro equipamento de separação sólido/líquido (5), onde são separadas uma corrente de sólidos (6), ricas em carboidratos, e uma corrente líquida (13), contendo lignina dissolvida. A corrente de sólidos (6) passa por um processo de sacarificação enzimática (7) que dá origem a uma corrente de açúcares (8), de 5 e 6 carbonos (xilose e glicose). A corrente de açucares (8) pode ser encaminhada a processos biológicos (9), por exemplo, a fermentação a etanol de segunda geração, gerando a corrente (11) de biocombustíveis e bioprodutos.

[041] Alternativamente, a corrente de açucares (8) pode seguir para um processo químico (10), por exemplo, hidrogenação, gerando xilitol e sorbitol (12).

[042] A corrente líquida (13) contendo lignina dissolvida pode ser direcionada a processos de hidrogenação (14) para obtenção de compostos aromáticos (15), como benzeno, tolueno e xileno.

[043] E m um outro aspecto, a corrente contendo líquida (13) contendo lignina dissolvida pode ser encaminhada para um reator de precipitação (20) no qual é adicionado um anti-solvente (19), tais como água, etanol ou outro para precipitação da lignina. O efluente (21) do reator de precipitação (20) é encaminhado para o filtro (22) onde são separadas uma corrente de solvente (24) e uma corrente de lignina sólida (23). A corrente de solvente (24) é encaminhada para processo de purificação (25), gerando um líquido iônico recuperado (26) que é reciclado para o reator de dissolução (3). O processo recebe também uma corrente de reposição de solvente fresco (27).

EXEMPLOS

[044] Os exemplos a seguir ilustram algumas concretizações da presente invenção, não devendo ser considerados como limitantes da mesma.

EXEMPLO 1

[045] Este ensaio visa verificar a dissolução das diferentes frações de biomassa pelo líquido iônico e foi realizado conforme o seguinte protocolo:

• a) pesar 20 mg de cada um dos compostos: xilana, celulose, lignina. Foram utilizadas: celulose microcristalina 20 micron (Sigma-Aldrich), xilana de madeira de faia (Sigma-Aldrich) e lignina alcalina (Sigma-Aldrich);
• b) pesar 980 mg do líquido iônico, obtido a partir do ácido butírico e do bicarbonato de guanidina;
• c) adicionar os compostos de a) e b) em tubo de vidro vedado com tampa de borracha com septo alto
• d) aquecer a mistura formada em c) a 110°C, durante 1 hora em banho seco estático, para dissolução das frações da biomassa;
• e) transferir o produto resultante da dissolução para tubos de centrífuga de 2 mL com posterior centrifugação;
• f) separar o sobrenadante e o material precipitado após a centrifugação;
• g) avaliar a quantidade de carboidratos totais do sobrenadante, por meio do método do fenol-sulfúrico em espectrofotômetro a 490 nm (DUBOIS et al., 1956) para as dissoluções da xilana e celulose;
• h) avaliar a quantidade de lignina no sobrenadante, por meio do método de quantificação de lignina solúvel em espectrofotômetro a 280 nm.

[046] A Figura 1 apresenta os resultados de dissolução de xilana, celulose e lignina com o emprego do líquido iônico. Observa-se uma elevada dissolução da lignina, próximo de 90%, enquanto as dissoluções de celulose e hemicelulose se situam em cerca de 5%. Essa característica demonstra a elevada seletividade deste líquido iônico para a dissolução de lignina, mantendo os polissacarídeos na fração sólida.

EXEMPLO 2

[047] Este ensaio visa verificar a dissolução das diferentes frações de biomassa pelo solvente eutético e foi realizado conforme protocolo descrito no EXEMPLO 1, somente substituindo o líquido iônico pelo solvente eutético. Foram testados quatro tipos de solventes eutéticos sintetizados a partir de cloreto de guanidina e glicerol, ácido lático, uréia e etileno glicol.

[048] A Figura 2 demonstra os resultados dos testes de dissolução do EXEMPLO 2. De modo geral, os solventes eutéticos apresentam considerável solubilização da lignina e da hemicelulose, representada pela xilana. Especialmente nos casos de solventes eutéticos obtidos a partir de uréia e de etileno glicol, cerca de 80% da xilana (hemicelulose) foi dissolvida.

[049] O EXEMPLO 2 caracteriza que o processo de dissolução com solvente eutético produz um sólido com elevado teor de celulose o que é interessante, por exemplo, para a produção de etanol celulósico onde o objetivo é fermentar uma corrente de glicose de alta pureza. Nessa estratégia, a xilose gerada pela dissolução da hemicelulose pode ser direcionada para outros fins, como a conversão química ou a produção de biogás, enquanto reduções de custos são obtidas na planta de etanol de segunda geração pela redução de tamanho dos fermentadores, aumento da capacidade da planta e o emprego de microrganismos mais robustos, já que não há a necessidade da cofermentação.

[050] Assim, conforme pode ser depreendido a partir do EXEMPLO 2, a baixíssima seletividade dos solventes eutéticos de guanidina para dissolução da celulose, pode ser uma valorosa ferramenta no desenho de processos que tirem vantagem dessa característica. Além disso, considerando-se o menor custo dos precursores empregados (em comparação a outros líquidos iônicos ou solventes eutéticos não naturais) e as condições brandas de preparo e dissolução, este tipo de estratégia proporciona a obtenção de correntes de maior pureza contendo açúcares, o que traz evidentes benefícios em comparação aos processos tradicionais.

[051] Os técnicos versados no assunto apreciarão que as inúmeras variações incidindo no escopo da presente invenção são permitidas sem fugir do escopo inventivo aqui revelado e, dessa forma, reforça-se o fato de que a presente invenção não está limitada às configurações/concretizações particulares acima descritas.

Claims (21)

1. PROCESSO DE SEPARAÇÃO SELETIVA DE FRAÇÕES DE BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA, utilizando líquidos iônicos e solventes eutéticos, caracterizado por compreender as seguintes etapas:

   • a) preparar o líquido iônico ou solvente eutético (2);
   • b) contactar a referida biomassa lignocelulósica (1) com o líquido iônico ou solvente eutético (2) proveniente da etapa (a), em um reator de dissolução (3), em que o processo de dissolução ocorre em temperaturas na faixa de 25 a 180°C, com relação líquido iônico: biomassa de 1000/1 a 2/1, durante tempos de residência variando de 5 min a 24 h;
   • c) permitir que a referida biomassa lignocelulósica (1) se dissolva no referido liquido iônico ou solvente eutético (2) preparado na etapa (a);
   • d) separar a corrente de sólidos e líquido (4) gerada no reator de dissolução (3);
   • e) enviar a correntes de sólidos (6) e a corrente líquida (13) para processamento adicional;
2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo líquido iônico, solvente eutético ou misturas deles serem aplicados para o ajuste da seletividade de dissolução das frações desejadas.
3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela corrente de sólidos e líquido (4) ser enviada a um filtro ou outro equipamento de separação sólido/líquido (5) em que são separadas as correntes de sólidos (6) ricas em carboidratos e uma corrente líquida (13) com lignina dissolvida.
4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela corrente de sólidos (6) passar por um processo de sacarificação enzimática (7) que dá origem a uma corrente de açúcares (8) de 5 e 6 carbonos (xilose e glicose).
5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela corrente de açúcares (8) pode ser encaminhada a processos biológicos (9), como a fermentação a etanol de segunda geração, gerando a corrente (11) de biocombustíveis e bioprodutos.
6. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela corrente de açucares (8) pode ser encaminhada para um processo químico (10), como a hidrogenação, gerando xilitol e sorbitol (12).
7. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela corrente líquida (13) contendo lignina dissolvida poder ser direcionada a processos de hidrogenação (14) para obtenção de compostos aromáticos (15) como benzeno, tolueno e xileno;
8. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela corrente líquida (13) contendo lignina ser encaminhada para um reator de precipitação (20) na qual é adicionado um anti-solvente (19), como água, etanol ou outro para precipitação da lignina.
9. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo efluente (21) do reator de precipitação (20) ser encaminhado para o filtro (22) onde são separadas uma corrente de solvente (24) e uma corrente de lignina sólida (23).
10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela corrente de solvente (24) ser encaminhada para o processo de purificação (25) para reciclo do líquido iônico (26).
11. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela corrente de reciclo do líquido iônico (26) e a corrente de solvente fresco (27) serem a reposição de líquido iônico ao sistema.
12. PROCESSO DE PREPARO DO LÍQUIDO IÔNICO para processo de separação seletiva de frações de biomassa lignocelulósica, conforme definido nas reivindicações 1 a 11, caracterizado por líquido iônico a ser sintetizado a partir de ácidos orgânicos e derivados de guanidina, em proporções equimolares, através da reação ácido-base, compreendendo as seguintes etapas:

    • a) adicionar lentamente, durante um período de 10 h a 14 h, o ácido orgânico ao derivado de guanidina, em temperaturas na faixa de 20°C a 40°C;
    • b) manter as condições de reação por um período adicional de 24 a 48 h de forma a garantir a completa conversão.
13. PROCESSO DE PREPARO DO LÍQUIDO IÔNICO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela base utilizada conter ânions hidroxila ou bicarbonato.
14. PROCESSO DE PREPARO DO LÍQUIDO IÔNICO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a base ser o bicarbonato de guanidina.
15. PROCESSO DE PREPARO DO LÍQUIDO IÔNICO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo ácido orgânico ser selecionado dentre o ácido acético, propiônico, butírico, hexanóico, benzóico e lático.
16. PROCESSO DE PREPARO DO LÍQUIDO IÔNICO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo ácido orgânico ser o ácido butírico.
17. PROCESSO DE PREPARO DO SOLVENTE EUTÉTICO para processo de separação seletiva de frações de biomassa lignocelulósica, conforme definido nas reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo solvente eutético ser sintetizado a partir de um precursor de guanidina e de um doador de hidrogênio, em razões molares entre 10:1 a 1:10, compreendendo as seguintes etapas:

    • a) misturar o precursor de guanidina com o doador de hidrogênio;
    • b) aquecer a mistura na faixa de 25°C a 180°C sob agitação constante, por um período de 0,5 h a 24 h;
18. PROCESSO DE PREPARO DO SOLVENTE EUTÉTICO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo precursor de guanidina ser o cloreto de guanidina ou um líquido iônico obtido a partir de cloreto de guanidina conforme reivindicações 12-16.
19. PROCESSO DE PREPARO DO SOLVENTE EUTÉTICO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pela razão molar entre precursor de guanidina e o doador de hidrogênio ser 2:1.
20. PROCESSO DE PREPARO DO SOLVENTE EUTÉTICO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo doador de hidrogênio ser selecionado a partir do grupo formado por uréia, glicerol, etilenoglicol, ácido acético, ácido malônico, ácido oxálico, ácido málico, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido glicólico, ácido sucínico, ácido fenilacético, ácido propiônico e ácido lático.
21. PROCESSO DE PREPARO DE SOLVENTE EUTÉTICO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo doador de hidrogênio ser a uréia, o glicerol, o etilenoglicol e/ou o ácido lático.

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