Valorização Energética e Material de Resíduos Lenhocelulósicos Pulverizados com Contaminação Polimérica

• Autor(a) principal: Paiva, Mariana Lopes
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/31872
• topic: resíduos; lenhocelulósico; pulverizado; bioetanol; contaminação polimérica; adsorvente; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

As matérias-primas estudadas neste trabalho são resíduos lenhocelulósicos industriais, produzidos em elevadas quantidades. O principal objetivo deste trabalho foi a avaliação do potencial para produção de bioetanol dos resíduos CITRI A e CITRI B. Estes são formados no processo de moagem de vários tipos de materiais (resíduos poliméricos, têxteis, borracha, beatas de cigarro, entre outros) durante a produção de combustíveis derivados de resíduos (CDR). Ambos se apresentam na forma pulverizada, sendo posteriormente depositados em aterros sanitários. Como termo de referência, foi também estudado um resíduo de composição homogénea, o resíduo CMC, resultante da moagem de madeira de pinho, na indústria de mobiliário. Primeiramente, foi feita uma caracterização das matérias-primas, para avaliar o seu conteúdo em polímeros sacarificáveis. Desta caracterização resultou um teor de holocelulose de 66,2 ± 1,9%, 63,2 ± 3,3% e 58,6 ± 2,1% para o resíduo CMC, CITRI A e CITRI B, respetivamente, e um teor em lenhina Klason de 27,1 ± 1,8%, 27,1 ± 3,9% e 33,8 ± 0,9% para os mesmos. Após a caracterização, testaram-se diferentes pré-tratamentos (alcalinos, com ácido diluído e hidrotérmico) para remoção ou transformação da lenhina e hemiceluloses, tendo sido variadas condições de reação, como temperatura, tempo de contacto e concentração de catalisador. O pré-tratamento com ácido sulfúrico de 1%, 120 °C e 30 minutos alcançou uma recuperação de celulose de 70,2 ± 0,2% para o resíduo CMC e de 57,7 ± 0,4% para o resíduo CITRI A. O tratamento hidrotérmico apresentou recuperações de celulose comparáveis ao tratamento ácido, mas a sua aplicação numa escala industrial apresenta algumas limitações económicas. Paralelamente, foi também avaliado o teor em compostos fenólicos totais na fração líquida resultante dos pré-tratamentos, obtendo-se uma concentração máxima de 1269,6 ± 44,2 mg.L-1 e 963,4 ± 68,1 mg.L-1 para os resíduos CITRI A e CMC, respetivamente. Como etapa seguinte aos pré-tratamentos, realizou-se uma hidrólise ácida, e de acordo com o teor de açúcares redutores obtido, foi calculado um rendimento teórico de produção de bioetanol. Este rendimento foi mais acentuado após a aplicação do pré-tratamento com ácido diluído, o que prova o benefício da sua utilização. Os resíduos pré-tratados apresentaram assim um rendimento teórico em bioetanol de 40,6%, 23,3% e 11,1%, para as amostras CMC, CITRI B e CITRI A, respetivamente. Além da valorização energética, foram adicionalmente realizados ensaios para avaliação do potencial de adsorção azul-de-metileno na amostra CITRI A, de forma a validar uma aplicação da perspetiva de valorização material para este tipo de resíduos. Os resultados obtidos nestes ensaios demonstraram a capacidade deste resíduo em atuar como adsorvente industrial para espécies catiónicas, registando-se taxas de remoção superiores a 95% na maior parte das condições testadas.