Avaliação das características de bio-óleo e biochar produzidos por pirólise a partir de biomassas lignocelulósicas
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Data
2023-03-09Primeiro coorientador
Castilhos, Fernanda de
Primeiro membro da banca
Avelar, Maria Fernanda Pimentel
Segundo membro da banca
Frizzo, Clarissa Piccinin
Metadata
Mostrar registro completoResumo
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.
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