Extrato fenólico renovável a partir da carbonização da Jurema Preta (Mimosa tenuiflora)
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29432 |
Resumo: | A carbonização é um processo termoquímico de conversão de biomassa em energia, com emissões neutras de CO2. No entanto, um dos maiores desafios deste processo é torna-lo sustentável, visto que outros dois produtos além do carvão vegetal são produzidos: gás e líquido. O gás, composto majoritariamente por CH4, CO, CO2 e H2, é de fácil reaproveitamento, pois pode ser utilizado no próprio aquecimento do sistema. O líquido, também chamado de alcatrão ou extrato pirolenhoso, possui alta instabilidade química devido à complexa composição, incluindo compostos orgânicos tóxicos, e não pode ser aproveitado imediatamente após coleta nem despejado no meio ambiente sem tratamento prévio. Desta forma, este trabalho tem como objetivo a caracterização de uma fração destilada obtida na carbonização da Jurema Preta (Mimosa tenuiflora), e avaliação de seu potencial comercial de acordo com os resultados obtidos para valorização deste subproduto. A biomassa sólida foi caracterizada por análise imediata (teor de umidade, voláteis, cinzas e carbono fixo), análise termogravimétrica (TGA), e pirólise analítica acoplada a um cromatógrafo a gás (Py-GC/MS) para identificar os produtos da pirólise em diferentes temperaturas. As frações de extrato pirolenhoso obtidas no processo de carbonização comercial na região de Acari (RN) a 300 e 400°C foram rotoevaporadas a 75°C em vácuo, em seguida extraídas com diclorometano e metanol para posteriores análises por cromatografia a gás acoplada a espectrômetro de massas (GC-MS), e espectroscopia de ressonância nuclear magnética (RMN). Os resultados mostram que o extrato pirolenhoso da Mimosa tenuiflora é rico em ácido acético e compostos fenólicos. Os solventes utilizados, diclorometano e metanol, foram capazes de separar e concentrar uma fase rica em compostos fenólicos e uma fase contendo ácidos orgânicos, respectivamente. O maior rendimento de compostos fenólicos foi atingido na temperatura de 300°C com pureza de 70% após extração com diclorometano. Um extrato contendo aproximadamente 92% de ácido acético foi obtido para a mesma temperatura de 300°C após extração com metanol da fase não-afim ao diclorometano. O método de extração utilizado foi eficiente na separação de extratos contendo bases químicas importantes para indústria, sendo de origem renovável e obtido a partir de um subproduto do processo de carbonização, caracterizando-o como um produto verde. |
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Calixto, Guilherme QuintelaSouza, Domingos Fabiano de SantanaMelo, Marcus Antonio de FreitasMedeiros, Rodolfo Luiz Bezerra de AraújoBraga, Renata Martins2020-07-03T16:58:44Z2020-07-03T16:58:44Z2020-02-21CALIXTO, Guilherme Quintela. Extrato fenólico renovável a partir da carbonização da Jurema Preta (Mimosa tenuiflora). 2020. 71f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29432A carbonização é um processo termoquímico de conversão de biomassa em energia, com emissões neutras de CO2. No entanto, um dos maiores desafios deste processo é torna-lo sustentável, visto que outros dois produtos além do carvão vegetal são produzidos: gás e líquido. O gás, composto majoritariamente por CH4, CO, CO2 e H2, é de fácil reaproveitamento, pois pode ser utilizado no próprio aquecimento do sistema. O líquido, também chamado de alcatrão ou extrato pirolenhoso, possui alta instabilidade química devido à complexa composição, incluindo compostos orgânicos tóxicos, e não pode ser aproveitado imediatamente após coleta nem despejado no meio ambiente sem tratamento prévio. Desta forma, este trabalho tem como objetivo a caracterização de uma fração destilada obtida na carbonização da Jurema Preta (Mimosa tenuiflora), e avaliação de seu potencial comercial de acordo com os resultados obtidos para valorização deste subproduto. A biomassa sólida foi caracterizada por análise imediata (teor de umidade, voláteis, cinzas e carbono fixo), análise termogravimétrica (TGA), e pirólise analítica acoplada a um cromatógrafo a gás (Py-GC/MS) para identificar os produtos da pirólise em diferentes temperaturas. As frações de extrato pirolenhoso obtidas no processo de carbonização comercial na região de Acari (RN) a 300 e 400°C foram rotoevaporadas a 75°C em vácuo, em seguida extraídas com diclorometano e metanol para posteriores análises por cromatografia a gás acoplada a espectrômetro de massas (GC-MS), e espectroscopia de ressonância nuclear magnética (RMN). Os resultados mostram que o extrato pirolenhoso da Mimosa tenuiflora é rico em ácido acético e compostos fenólicos. Os solventes utilizados, diclorometano e metanol, foram capazes de separar e concentrar uma fase rica em compostos fenólicos e uma fase contendo ácidos orgânicos, respectivamente. O maior rendimento de compostos fenólicos foi atingido na temperatura de 300°C com pureza de 70% após extração com diclorometano. Um extrato contendo aproximadamente 92% de ácido acético foi obtido para a mesma temperatura de 300°C após extração com metanol da fase não-afim ao diclorometano. O método de extração utilizado foi eficiente na separação de extratos contendo bases químicas importantes para indústria, sendo de origem renovável e obtido a partir de um subproduto do processo de carbonização, caracterizando-o como um produto verde.Carbonization is a thermochemical process of converting biomass into energy, with neutral CO2 emissions. However, one of the biggest challenges of this process is to make it sustainable, since two products other than charcoal are produced: gas and liquid. The gas, mostly CH4, CO, CO2 and H2, is easy to reuse considering it can be used to heat the system itself. The liquid, also called pyroligneous acid, has high chemical instability due to the complex composition, including toxic organic compounds, and cannot be used immediately after collection or dumped into the environment without prior treatment. This work aims to characterize a distilled fraction obtained from the carbonization of Jurema Preta (Mimosa tenuiflora), and to evaluate its commercial potential according to the results obtained for the valorization of this by-product. Solid biomass was characterized by proximate analysis (moisture, volatiles, ash and fixed carbon content), thermogravimetric analysis (TGA), and analytical pyrolysis coupled to a gas chromatograph (Py-GC/MS) to identify the pyrolysis products in different temperatures. The fractions of pyroligneous extract obtained in the commercial carbonization process in the region of Acari (RN) at 300 and 400 °C were rotoevaporated at 75 °C under vacuum, then extracted with dichloromethane and methanol for further analysis by gas chromatography coupled with a spectrometer mass analysis (GC-MS), and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. The results show that Mimosa tenuiflora's pyroligneous extract is rich in acetic acid and phenolic compounds. The solvents used, dichloromethane and methanol, were able to separate and concentrate a phase rich in phenolic compounds and a phase containing organic acids, respectively. The highest yield of phenolic compounds was reached at a temperature of 300 °C with 70% purity after extraction with dichloromethane. An extract containing approximately 92% acetic acid was obtained at the same temperature of 300 °C after extraction with methanol of the non-dichloromethanerelated phase. The extraction method used was efficient in the separation of extracts containing important chemicals for industry and from a renewable origin, obtained from a byproduct of the carbonization process, characterizing it as a green product.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFRNBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICACarbonizaçãoFenólicos renováveisJurema pretaExtrato pirolenhosoExtrato fenólico renovável a partir da carbonização da Jurema Preta (Mimosa tenuiflora)Renewable phenolic extract from carbonization of Jurema Preta (Mimosa tenuiflora)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTExtratofenolicorenovavel_Calixto_2020.pdf.txtExtratofenolicorenovavel_Calixto_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain107439https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/29432/2/Extratofenolicorenovavel_Calixto_2020.pdf.txt1711ddac7814d61adfcc46a069f82c23MD52THUMBNAILExtratofenolicorenovavel_Calixto_2020.pdf.jpgExtratofenolicorenovavel_Calixto_2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1378https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/29432/3/Extratofenolicorenovavel_Calixto_2020.pdf.jpg25b18cae6a04aaf4f82a62ad3378ea00MD53ORIGINALExtratofenolicorenovavel_Calixto_2020.pdfapplication/pdf1727179https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/29432/1/Extratofenolicorenovavel_Calixto_2020.pdf0c0094f49ea3d81bf61c58b3170eb37bMD51123456789/294322020-07-05 04:47:36.944oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/29432Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2020-07-05T07:47:36Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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A carbonização é um processo termoquímico de conversão de biomassa em energia, com emissões neutras de CO2. No entanto, um dos maiores desafios deste processo é torna-lo sustentável, visto que outros dois produtos além do carvão vegetal são produzidos: gás e líquido. O gás, composto majoritariamente por CH4, CO, CO2 e H2, é de fácil reaproveitamento, pois pode ser utilizado no próprio aquecimento do sistema. O líquido, também chamado de alcatrão ou extrato pirolenhoso, possui alta instabilidade química devido à complexa composição, incluindo compostos orgânicos tóxicos, e não pode ser aproveitado imediatamente após coleta nem despejado no meio ambiente sem tratamento prévio. Desta forma, este trabalho tem como objetivo a caracterização de uma fração destilada obtida na carbonização da Jurema Preta (Mimosa tenuiflora), e avaliação de seu potencial comercial de acordo com os resultados obtidos para valorização deste subproduto. A biomassa sólida foi caracterizada por análise imediata (teor de umidade, voláteis, cinzas e carbono fixo), análise termogravimétrica (TGA), e pirólise analítica acoplada a um cromatógrafo a gás (Py-GC/MS) para identificar os produtos da pirólise em diferentes temperaturas. As frações de extrato pirolenhoso obtidas no processo de carbonização comercial na região de Acari (RN) a 300 e 400°C foram rotoevaporadas a 75°C em vácuo, em seguida extraídas com diclorometano e metanol para posteriores análises por cromatografia a gás acoplada a espectrômetro de massas (GC-MS), e espectroscopia de ressonância nuclear magnética (RMN). Os resultados mostram que o extrato pirolenhoso da Mimosa tenuiflora é rico em ácido acético e compostos fenólicos. Os solventes utilizados, diclorometano e metanol, foram capazes de separar e concentrar uma fase rica em compostos fenólicos e uma fase contendo ácidos orgânicos, respectivamente. O maior rendimento de compostos fenólicos foi atingido na temperatura de 300°C com pureza de 70% após extração com diclorometano. Um extrato contendo aproximadamente 92% de ácido acético foi obtido para a mesma temperatura de 300°C após extração com metanol da fase não-afim ao diclorometano. O método de extração utilizado foi eficiente na separação de extratos contendo bases químicas importantes para indústria, sendo de origem renovável e obtido a partir de um subproduto do processo de carbonização, caracterizando-o como um produto verde. |
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