Avaliação da pirólise catalítica do resíduo da indústria cervejeira

• Autor(a) principal: SILVA, Lucas Donizete
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTM
• Texto Completo: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/856
• topic: Pirólise.; Cinética.; Bagaço de malte.; Pyrolysis.; Kinetics.; Malt bagasse.; Química

A grande disponibilidade de resíduos agroindustriais e a busca por fontes alternativas para geração de energia e produção de produtos químicos tornam a pirólise uma estratégia de conversão atrativa. A pirólise consiste na conversão térmica por meio da quebra dos componentes da biomassa: extrativos, hemicelulose, celulose e lignina para produção de carvão, bio-óleo e gases. Esses produtos apresentam-se com densidade energética superior à biomassa in natura. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi estudar a pirólise catalítica e não catalítica do bagaço de malte, analisando o efeito da temperatura de pirólise e concentração de aditivo cloreto de magnésio sobre os rendimentos dos produtos e suas principais características. Foram avaliadas as propriedades físicas e químicas da biomassa por meio distribuição granulométrica, densidade e empregando as análises: elementar, imediata, espectroscópica no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), composição lignocelulósica e termogravimétrica. A cinética de degradação térmica foi estimada empregando um Algoritmo de Evolução Diferencial. Foram avaliados os modelos reparametrizados de reação global e de reações paralelas independentes, a partir de dados termogravimetria dinâmica (TGA). Para o bagaço de malte puro, empregou-se taxas de aquecimento: 10, 20, 30, 40 e 50 K/min, enquanto que para a biomassa com o catalisador foram feitos testes a 40 K/min, nas concentrações mássicas de 5 e 10 % de aditivo. A pirólise foi realizada em leito fixo e o cenário experimental foi determinado através de um planejamento fatorial a três níveis, com temperaturas de 723, 773 e 823 K e concentração de aditivo cloreto de magnésio de 0, 5 e 10%. Os rendimentos dos produtos líquido e sólido foram determinados por gravimetria. A caraterização do carvão feita por FTIR e a fração orgânica do produto líquido caracterizada por cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massas (CGMS). Os resultados das caracterizações da biomassa mostraram propriedades promissoras para utilizar o bagaço de malte no processo de pirólise. Além disso, os resultados indicaram menor energia de ativação média que outras biomassas, fato que viabiliza a aplicação em processos de pirólise. A presença de cloreto de magnésio apresentou um efeito catalítico no processo de decomposição térmica, reduzindo a energia de ativação do processo, aumentando a conversão em menores temperaturas. As variáveis investigadas no processo de pirólise foram ambas significativas na geração dos produtos. O rendimento do bio-óleo foi maximizado pelas maiores temperaturas e pelo aumento da concentração de aditivo. Assim como o rendimento, a presença de aditivo favoreceu a seletividade dos produtos pirolíticos, formando majoritariamente ésteres. Por fim, o aumento de aditivo favoreceu a produção de carvão, associado as menores temperaturas. Quanto aos gases, houve uma redução significativa com o uso do catalisador.