dc.creator | Diehl, Lisiane de Oliveira | |
dc.date.accessioned | 2023-04-18T14:40:09Z | |
dc.date.available | 2023-04-18T14:40:09Z | |
dc.date.issued | 2023-03-09 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/28737 | |
dc.description.abstract | Lignocellulosic biomass is considered one of the alternative renewable resources with the
potential to supply the high world energy demand, by reducing dependence on fossil fuels. The
use of this valuable resource as raw material to produce biofuels requires transformations
through biological, mechanical or thermal processes, such as pyrolysis. Beyond that, an
evaluation of physicochemical properties and composition of the products from these processes
is necessary to ensure quality to apply as biofuels or others. In this study, residues of pine wood
and sugarcane straw were investigated and submitted to slow and fast pyrolysis processes at
temperature range of 400 to 600 °C to characterize the solid (biochar) and liquid (bio-oil)
products. Comparing the processes for each biomass, pine wood produced a smaller amount of
non-condensable gases. For bio-oil yield, significant differences were associated with changes
in the pyrolysis parameters. Similar biochar yield was obtained at 400 °C using both biomasses.
Yield of the liquid phase and the high heating value of the solid phase increased by increasing
heating rate and temperature. The physicochemical properties and composition of the biomass,
biochar and bio-oil were analyzed using different methods. For biomasses and biochar,
moisture, ash, volatile matter and fixed carbon were evaluated, revealing notable variation.
Water content and acid value, were determined by using standard methods and significant
changes were observed with the alteration of the pyrolysis parameters and for each type of
biomass. The determination of N for biomass and biochar and Cl for biochar was performed by
using an elemental analyzer. Also, the concentration of metals, S and P in biomass, biochar and
bio-oil an Cl in biomass was evaluated by inductively coupled plasma optical emission
spectrometry (ICP-OES). Calcium and K were the major elements for biomasses and biochar
and S was the major element for bio-oils. Finally, in a study of the potential adsorbent of
biochar, the adsorption capacity of organic dye (methyl red) was observed. The results referring
to the pyrolysis processes, physicochemical and compositional analyses showed significant
differences related to the biomass type and the pyrolysis conditions and statistical analysis was
a useful tool in order to ensure a reliable comparison. The results in this work constitute a set
of information useful to the Oil, Gas, Biofuels and Energy Sector and are aligned with the 2030
Agenda of the United Nations, Sustainable Development Goals (SDGs), SDGs 7: Affordable
and clean energy, SDGs 9: Industry, innovation and infrastructure and SDGs 13: Climate action. | eng |
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 lignocelulósica | por |
dc.subject | Pinus | por |
dc.subject | Palha de cana-de-açúcar | por |
dc.subject | Ultrassom | por |
dc.subject | Adsorção | por |
dc.subject | Lignocellulosic biomass | eng |
dc.subject | Pine | eng |
dc.subject | Sugarcane straw | eng |
dc.subject | Ultrasound | eng |
dc.subject | Adsorption | eng |
dc.title | Avaliação das características de bio-óleo e biochar produzidos por pirólise a partir de biomassas lignocelulósicas | por |
dc.title.alternative | Evaluation of the characteristics of bio-oil and biochar produced through pyrolysis from lignocellulosic biomasses | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | A biomassa lignocelulósica é considerada uma das alternativas de recursos renováveis com
potencial para suprir a alta demanda energética mundial, reduzindo a dependência de
combustíveis fósseis. A utilização desse recurso como matéria-prima para a produção de
biocombustíveis requer transformações através de processos biológicos, mecânicos ou
térmicos, como a pirólise. Além disso, é necessária uma avaliação das propriedades físicoquímicas e da composição dos produtos provenientes destes processos para garantir a qualidade
para aplicação como biocombustíveis ou outras. Neste estudo, resíduos de madeira de pinus e
de palha de cana-de-açúcar foram investigados e submetidos aos processos de pirólise lenta e
rápida na faixa de temperatura de 400 a 600 °C para caracterizar os produtos sólido (biochar)
e líquido (bio-óleo). Comparando os processos para cada biomassa, o resíduo de madeira de
pinus produziu menor quantidade de gases não condensáveis. Para o rendimento de bio-óleo,
diferenças significativas foram observadas em função dos parâmetros da pirólise. Rendimento
similar de biochar foi obtido a 400°C utilizando as duas biomassas. O rendimento da fase
líquida e o poder calorífico superior da fase sólida aumentaram com o aumento da taxa de
aquecimento e da temperatura. Uma comparação de processo utilizando biomassas com prétratamento termofísico com ultrassom também foi realizada. As propriedades físico-químicas e
a composição da biomassa, do biochar e do bio-óleo foram determinadas utilizando diferentes
métodos. Para biomassas e biochar, foram avaliados os teores de umidade, cinzas, matéria
volátil e carbono fixo, revelando uma considerável variação. O teor de água e o índice de acidez
em bio-óleo foram determinados usando normas de referência e foram observadas alterações
significativas com a mudança dos parâmetros de pirólise e para cada tipo de biomassa. A
determinação da concentração de N para biomassa e biochar e Cl para biochar foi feita em um
analisador elementar. A concentração de metais, S e P nas biomassas, biochar e bio-óleo e Cl
nas biomassas foi avaliada por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente
acoplado (ICP-OES). Cálcio e K foram os elementos majoritários para as biomassas e biochar
e S foi o elemento majoritário para bio-óleos. Por fim, em estudo do potencial adsorvente do
biochar foi observada capacidade de adsorção de corante orgânico (vermelho de metila). Os
resultados dos processos de pirólise, análises físico-químicas e composicionais mostraram
diferenças significativas em relação ao tipo de biomassa e às condições de pirólise e a análise
estatística foi uma ferramenta útil para garantir uma comparação adequada. Os resultados deste
trabalho constituem um conjunto de informações úteis ao Setor de Petróleo, Gás,
Biocombustíveis e Energia e estão alinhados com a Agenda 2030 da Organização das Nações
Unidades, Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS), ODS 7: Energia acessível e
limpa, ODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura e ODS 13: Ação contra a mudança do clima. | por |
dc.contributor.advisor1 | Mello, Paola de Azevedo | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2189500441942469 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Castilhos, Fernanda de | |
dc.contributor.referee1 | Avelar, Maria Fernanda Pimentel | |
dc.contributor.referee2 | Frizzo, Clarissa Piccinin | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/4467031314871054 | 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 |