Co-liquefação térmica de bagaço e cana e óleo residual de fritura para produção de bio-óleo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Matheus Venancio de
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/85908
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Marcos Lúcio Corazza
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spelling Voll, Fernando Augusto Pedersen, 1983-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaCorazza, Marcos Lúcio, 1977-Oliveira, Matheus Venancio de2023-12-28T12:48:31Z2023-12-28T12:48:31Z2023https://hdl.handle.net/1884/85908Orientador: Prof. Dr. Marcos Lúcio CorazzaCoorientador: Prof. Dr. Fernando A. P. VollDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Defesa : Curitiba, 29/09/2023Inclui referênciasResumo: Estudos relacionados a novas fontes de energia e compostos químicos têm ganhado significativa relevância nos últimos anos. A busca por alternativas ao petróleo e outros combustíveis fósseis é um tópico amplamente divulgado na comunidade científica. Neste contexto, materiais como o bagaço de cana e óleos vegetais têm emergido como alternativas promissoras. O presente estudo se concentra na utilização do bagaço de cana, frequentemente disponível como subproduto de processos para produção de etanol, em um processo reacional com óleo de soja residual proveniente de fritura doméstica na presença de um solvente doador de hidrogênio, o qual visa a produção de bio-óleo e bio-carvão. As reações de coliquefação térmica foram conduzidas em um reator Parr® com capacidade de 300 mL, em temperaturas variando de 250 a 300 °C, diferentes razões mássicas de bagaço e óleo residual. Dois tipos de solvente foram empregados no processo reacional: água deionizada e uma mistura de água deionizada e etanol. Após as reações, empregou-se o solvente diclorometano (DCM) para realizar uma extração líquido-líquido visando a obtenção do bio-óleo. Posteriormente, um procedimento de filtração a vácuo foi realizado para separar as fases sólida e líquida, seguido por outra extração sólido-líquido com etanol, a fim de recuperar o bio-óleo residual ainda presente na fase sólida. O bio-óleo foi, então, submetido a um processo de evaporação para separar os solventes do produto desejado. Os resultados obtidos revelaram rendimentos de até 95% em bio-óleo, acompanhadas pela produção de bio-carvão em quantidades menores do que 10%. A caracterização dos produtos obtidos envolveu técnicas de FTIR para identificação dos compostos presentes nas amostras, análise termogravimétrica (TGA) para investigação do perfil de degradação dos materiais, determinação do poder calorífico superior (HHV) e análise de cromatografia gasosa (GC-FID). Dentre as diversas condições testadas neste estudo, aquela que apresentou melhores resultados de rendimento em bio-óleo foi a condição a 300 °C, razão mássica 1:3 de bagaço de cana para óleo residual e utilizando a mistura de solventes composta por água e etanol 50% (base mássica). As análises de FTIR, TGA e GC-FID evidenciaram que o bio-óleo de maior qualidade foi obtido sob estas condições específicasAbstract: Studies regarding new sources of energy and chemicals have gained attention in the last few years. The search for alternatives for petroleum and other fossil fuels is a subject widely focused in the scientific community, and in this context biomasses as sugarcane bagasse and vegetable oils has emerged as promising alternatives. The present study is focused on using sugarcane bagasse, a material that is frequently available as a subproduct from ethanol production, in a reaction with residual soybean oil from domestic frying along with a hydrogen donor solvent to produce bio-oil and biochar. The co-liquefaction reactions were carried out in a Parr ® reactor with 300 mL capacity at temperatures ranged from 250 to 300 °C. Two types of solvent were used in the process: deionized water and a mixture of deionized water and ethanol. After the reaction a liquid-liquid extraction was performed using dichloromethane (DCM) as the solvent to obtain bio-oil. In sequence a vacuum filtration was performed to separate the solid from the aqueous and oil phase, following this process solid-liquid extraction, this time with ethanol was applied to obtain the residual bio-oil that was still present in the solid phase. The bio-oil was rotary evaporated to separate the solvents from the desired products. Yields of up to 95% in bio-oil were observed along with the production of bio-char in a lesser amount (up to 10%). For the analysis of the desired products, FTIR analysis were performed to identify the most abundant elements in the produced samples, also a TGA analysis were performed to observe the degradation profile of the products. High heating value (HHV) analysis were also performed along with gas chromatography (GC-FID). Among the reactions performed in this study, the one that showed the best in terms of bio-oil yield was performed at 300 °C, with a mass ratio (g) of 1:3 for sugarcane bagasse to residual oil and with the solvent mixture of water and ethanol (50% mass basis). The FTIR, TGA and GC-FID analysis showed that the bio-oil with the best quality was produced at this same condition1 recurso online : PDF.application/pdfÓleo residualBagaço de canaOleo de sojaSolventesEngenharia QuímicaCo-liquefação térmica de bagaço e cana e óleo residual de fritura para produção de bio-óleoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - MATHEUS VENANCIO DE OLIVEIRA.pdfapplication/pdf3069819https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/85908/1/R%20-%20D%20-%20MATHEUS%20VENANCIO%20DE%20OLIVEIRA.pdf8ff565e18969a101527d221e5335c2f2MD51open access1884/859082023-12-28 09:48:31.253open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/85908Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082023-12-28T12:48:31Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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