dc.creator | Missau, Juliano | |
dc.date.accessioned | 2022-05-23T13:04:47Z | |
dc.date.available | 2022-05-23T13:04:47Z | |
dc.date.issued | 2022-02-22 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/24407 | |
dc.description.abstract | The present work focused on adding value to the sawdust of eucalypt wood, which is
a lignocellulosic waste. This was accomplished by applying the pyrolysis technique,
converting sawdust into biochar. The solid products (biochar) obtained from pyrolysis
were investigated regarding their application as briquettes (energy purposes) and as
adsorbent material. In the first stage of the work, the biochar was mixed with other
binder residues such as crude wax (polymer pyrolysis residues) and eucalypt leaves,
in the presence of starch, to produce briquettes. The briquettes were analyzed for their
higher heating value (HHV) and mechanical strength. The biochar yield obtained in the
pyrolysis was 35%, and its HHV was 33.02 MJ/kg at 400 ºC. The proportions of
residues (crude wax and/or eucalypt leaf) evaluated in the composition of biochar
briquettes were 10, 20 and 30%. The proportion of corn starch was set at 8%. The
briquettes with 30% crude wax showed the best HHV, 23.45 MJ/kg, and the highest
mechanical resistance to the shatter index test, 97.81%. In summary, briquettes with
high energy efficiency and durability were produced. In the second stage of the work,
the biochar was chemically activated with phosphoric acid (40%) and impregnated with
calcium and aluminum lamellar double hydroxides (Ca/Al LDH), to improve its
adsorption capacity. The novel developed adsorbent material was applied to remove
the crystal violet (CV) dye from aqueous solutions through the batch adsorption
operation. The adsorbent characterization results suggested that the material was
effectively synthesized and supported in the biochar. Furthermore, the adsorption
experiments indicated that pH 8 was more suitable for adsorption of the CV dye. In the
adsorption kinetics and isotherm, the experimental data fit better to the pseudo-second
order kinetic model and to the Freundlich isothermal model, respectively. The newly
developed adsorbent showed a high adsorption capacity of the CV dye of 496.55
mg·g−1 at 50°C. Regarding the thermodynamic properties, the use of this adsorbent
demonstrated a favorable, spontaneous and endothermic process. In the adsorption
and desorption cycles, this new adsorbent material maintained 71% of the initial
adsorptive capacity, even after four cycles of reuse. Therefore, the new biochar,
chemically activated with phosphoric acid (40%) and impregnated with Ca/Al LDH,
produced generated a sustainable adsorbent with high performance for the treatment
of effluents contaminated by dyes. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Biomassa | por |
dc.subject | Serragem de eucalipto | por |
dc.subject | Pirólise | por |
dc.subject | Biochar | por |
dc.subject | Briquetes | por |
dc.subject | Material adsorvente | por |
dc.subject | Biomass | eng |
dc.subject | Eucalypt sawdust | eng |
dc.subject | Pyrolysis | eng |
dc.subject | Biochar | eng |
dc.subject | Briquettes | eng |
dc.subject | Adsorbent material | eng |
dc.title | Valorização de resíduos da serragem de madeira de eucalipto a partir da aplicação da pirólise | por |
dc.title.alternative | Valorization of wastes from eucalypt wood sawdust through the application of pyrolysis | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | O presente trabalho teve como foco, agregar valor à serragem da madeira de
eucalipto, a qual é um resíduo lignocelulósico. Isso foi realizado a partir da aplicação
da técnica de pirólise, convertendo a serragem em biochar. Os produtos sólidos
(biochar) obtidos da pirólise foram investigados com relação à sua aplicação como
briquetes (fins energéticos) e como material adsorvente. Na primeira etapa do
trabalho, o biochar foi misturado com outros resíduos aglutinantes tais como cera
bruta (resíduos da pirólise de polímeros) e folhas de eucalipto, na presença de amido,
para a confecção de briquetes. Os briquetes foram analisados quanto ao seu poder
calorífico superior (PCS) e resistência mecânica. O rendimento de biochar obtido na
pirólise foi de 35%, e o PCS do mesmo foi de 33,02 MJ/kg a 400 ºC. As proporções
de resíduos (cera bruta e/ou folha de eucalipto) avaliadas na composição dos
briquetes de carvão foram 10, 20 e 30%. A proporção de amido de milho foi fixada em
8%. Os briquetes com 30% de cera bruta apresentaram o melhor PCS, 23,45 MJ/kg,
e maior resistência mecânica ao teste de quebra, 97,81%. Em síntese, foram
produzidos briquetes de alta eficiência energética e durabilidade. Na segunda etapa
do trabalho, o biochar foi quimicamente ativado com ácido fosfórico (40%) e
impregnado com hidróxidos duplos lamelares de cálcio e alumínio (Ca/Al HDL), para
melhorar sua capacidade de adsorção. O novo material adsorvente desenvolvido foi
aplicado para remover o corante cristal violeta (CV) de soluções aquosas através da
operação de adsorção em batelada. Os resultados da caracterização do adsorvente
sugeriram que o material foi efetivamente sintetizado e suportado no biochar. Além
disso, os experimentos de adsorção indicaram que o pH 8 foi mais adequado para
adsorção do corante CV. Na cinética e isoterma de adsorção, os dados experimentais
se ajustaram melhor ao modelo cinético de pseudo-segunda ordem e ao modelo
isotérmico de Freundlich, respectivamente. O novo adsorvente desenvolvido mostrou
uma alta capacidade de adsorção do corante CV alcançando a melhor capacidade de
adsorção de 496,55 mg·g−1 a 50°C. Com relação as propriedades termodinâmicas, o
uso deste adsorvente demonstrou um processo favorável, espontâneo e endotérmico.
Nos ciclos de adsorção e dessorção, esse novo material adsorvente manteve 71% da
capacidade adsortiva inicial, mesmo após quatro ciclos de reutilização. Com isso, esse
novo biochar, quimicamente ativado com ácido fosfórico (40%) e impregnado com
Ca/Al HDL, produzido gerou um adsorvente sustentável com alto desempenho para
tratamento de efluentes contaminados por corantes. | por |
dc.contributor.advisor1 | Tanabe, Eduardo Hiromitsu | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9778700143605069 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Bertuol, Daniel Assumpção | |
dc.contributor.referee1 | Abaide, Ederson Rossi | |
dc.contributor.referee2 | Mallmann, Evandro Stoffels | |
dc.contributor.referee3 | Oliveira, Jivago Schumacher de | |
dc.contributor.referee4 | Rodrigues, Marco Antônio Siqueira | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1493426900873118 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Química | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |