Pirólise do resíduo de vinagre de maçã por termogravimetria: um estudo cinético considerando o processo em única etapa e múltiplas etapas

• Autor(a) principal: Rocha, Larissa Fatima
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28860
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Resíduos agrícolas; Energia - Fontes alternativas; Biomassa; Cinética química; Agricultural wastes; Renewable energy sources; Biomass; Chemical kinetics

As grandes transformações climáticas alertam sobre a necessidade de renovação da matriz energética. Para isso, é fundamental focar no uso de fontes renováveis de energia, como por exemplo, a biomassa, que apresentam menor emissão de gases de efeito estufa. O alto descarte de resíduos oriundos da produção agrícola e agroindustrial tem motivado o interesse no aproveitamento de biomassas residuais, em especial, o bagaço do vinagre de maçã. Nesse trabalho, buscou-se caracterizar físico-quimicamente e avaliar o potencial energético da biomassa de bagaço de maçã (BM) por meio do processo de pirólise em analisador termogravimétrico. O bagaço do vinagre de maçã apresentou baixo teor de cinzas, elevado teor de voláteis e carbono, além de um alto poder calorífico superior (PCS) de 18,19 MJ kg-1. A pirólise foi realizada em quatro razões de aquecimento, até a temperatura final de 900 oC. Por possuir uma composição bem diversificada, o BM foi avaliado pela cinética de pirólise considerando as abordagens de única etapa e de múltiplas etapas. A energia de ativação (Ea) foi obtida a partir de métodos isoconversionais integrais e diferenciais (FR, FWO, KAS e STK) e o fator pré-exponencial (A) foi obtido pelo método de Kissinger. O mecanismo de única etapa resultou em valores de Ea na faixa de 165-183 kJ mol-1 e de A acima de 1,25∙1016 min-1. Todos os métodos isoconversionais forneceram valores de coeficiente de determinação (R²) acima de 0,9993, indicando um ótimo ajuste aos dados experimentais de pirólise do BM. O mecanismo de múltiplas etapas foi estudado por deconvolução associado ao método de STK, fornecendo boa aproximação do comportamento térmico complexo da biomassa (com R² > 0,95). As curvas obtidas por deconvolução representaram os dados experimentais de forma satisfatória, indicando a presença de quatro pseudo-componentes: pseudo-extrativos, pseudo-hemicelulose, pseudo-celulose e pseudo-lignina. O mecanismo em múltiplas etapas resultou em valores médios de Ea na faixa de 135-895 kJ mol-1 e de A acima de 3,90∙1014 min-1. Associados aos resultados de caracterização físico-química, quando comparados à literatura, os resultados advindos desde trabalho indicam que o bagaço de maçã possui potencial de aplicação no processo de pirólise para produção de bioenergia.