Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia - PRODERNA/ITEC

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O Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (PRODERNA) do Instituto de Tecnologia da UFPA (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA), em nível de Doutorado, tem como objetivos principais: formar quadros profissionais qualificados na área de Engenharia de Recursos Naturais; incentivar a pesquisa e o aprofundamento dos estudos técnicos e científicos relacionados ao uso e a transformação de recursos naturais; e contribuir para o desenvolvimento científico e tecnológico da região Norte.

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Acesso aberto (Open Access)
Estudo do processo de craqueamento térmico catalítico do sebo bovino para produção de biocombustível
(Universidade Federal do Pará, 2017-12-01) PEREIRA, Anderson Mathias; SANTOS, Marcelo Costa; http://lattes.cnpq.br/8380189608965320; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
Este trabalho visa o estudo da utilização do sebo bovino como matéria-prima para a produção de biocombustível através do processo de reação de craqueamento térmico catalítico. Para o desenvolvimento deste estudo foram realizados três experimentos de craqueamento térmico catalítico em um reator de 143 litros, operando em modo descontínuo a 450 °C a pressão atmosférica, utilizando como catalisador o carbonato de sódio (Na2CO3). Dois experimentos foram realizados com o sebo bovino bruto (5 e 10 % de Na2CO3 – massa/massa) e um com o sabão de sebo bovino (5 % de Na2CO3 – massa/massa). Os produtos líquidos orgânicos obtidos das reações foram analisados através de análises físico-químicas e de composição química. Nestes produtos também foram realizadas a destilação fracionada com o intuito de obter frações de gasolina, querosene e diesel leve semelhantes ao do petróleo. Com o intuito de acompanhar as reações ao longo do tempo foram retiradas alíquotas de 10 em 10 minutos até um total de 10 amostras com o primeiro ponto coletado em 30 minutos de reação. Foram realizadas análises físico-químicas e de identificação dos compostos químicos nas amostras coletadas. Os resultados obtidos mostram uma tendência em obter rendimentos maiores em produto líquido orgânico (PLO) com o uso de catalisador em maiores quantidades com a amostra bruta. A identificação química mostrou a quantidade de hidrocarbonetos presentes (parafinas e olefinas) variando de 89,28 a 92,23 % e os oxigenados (cetonas) de 7,77 a 10,72 %. Após as destilações verificou-se uma predominância na fração referente ao diesel (235 –305°C) enquanto que as frações de gasolina e querosene foram mais baixas, esse comportamento repetiu-se em todos os experimentos. Em relação as amostras coletadas ao longo do tempo das reações é possível verificar um aumento no índice de acidez e formação de oxigenados até em 60/70 minutos indicando a ocorrência do craqueamento primário e em seguida, até o final da reação, um decréscimo nestes valores evidenciando o craqueamento secundário.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do processo de produção de bio-combustíveis via pirólise de resíduos de pneus
(Universidade Federal do Pará, 2019-10-24) SANTOS, Wenderson Gomes dos; DUVOISIN JÚNIOR, Sérgio; http://lattes.cnpq.br/1737235899259374; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
Neste estudo, o processo pirólise de pneus inservíveis foi analisado nas escalas de bancada e piloto. Na escala menor, foi avaliado a variação de temperatura, o tipo de catalisador obtido comercialmente (CaCO3, Na2CO3 e Ca(OH)2), o tipo de catalisador sintetizado/tratado a partir de rejeitos industriais (LV 1M HCl, LV 2M HCl e zeólita de caulim de enchimento) e a concentração da solução de NaOH impregnado no pneu (0,5; 1 e 2M) nos rendimentos e composições do óleo de pirolise de pneus (OPP). Na maior escala foi avaliado a evolução das propriedades físico-químicas e composicionais dos OPP’s durante o processo de craqueamento térmico (T=400°C, T=450°C e T=500°C), visando obter um produto líquido com características de combustíveis fosseis e/ou compostos de elevado valor comercial. Os resultados mostraram que os rendimentos dos OPP’s são influenciados pelo aumento da temperatura do processo, pelo tipo de catalisador e pelo tratamento químico na matéria prima. Sendo o processo à 500°C e com zeólita de caulim de enchimento como catalisador o que mais otimizou o processo quanto ao rendimento e produção de compostos alifáticos no OPP. O uso de catalisadores propiciou a redução dos compostos aromáticos e de compostos com enxofre na fração líquida. Ainda na menor escala, o comportamento dos compostos alifáticos nos processos térmicos, termocatalítico e com impregnação química da matéria prima, foi fortemente influenciado pela composição do d-limoneno nos óleos de pirólise de pneus. Os resultados da escala piloto permitiram concluir que houve variações das propriedades físico-químicas e reológicas durante o processo de craqueamento, mas tendem a se estabilizar em 65 minutos de processo, apresentando baixa acidez e a baixa viscosidade. As principais substâncias identificadas durante todo o processo foram o d-limoneno, o BTX (benzeno, tolueno e xilenos) e os cimenos. No fracionamento dos OPP’s, a fração da gasolina (C8 a C10) e do querosene (C8 a C17) são constituídas essencialmente por hidrocarbonetos, enquanto o diesel leve (C15 a C21) e diesel pesado (C17 a C23) por heteroaromáticos. Conclui-se, ainda, que os compostos com enxofre e com halogênios tendem a ser separados a partir da faixa do diesel leve.
Acesso aberto (Open Access)
Obtenção de açúcares fermentescíveis a partir da casca de andiroba (carapa guianensis aubl.): estudo do pré-tratamento alcalino e avaliação cinética
(Universidade Federal do Pará, 2020-01-24) SOUZA, Leiliane do Socorro Sodré de; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785; https://orcid.org/0000-0001-9365-7498
Neste trabalho, as cascas das sementes de andiroba foram submetidas a pré- tratamento alcalino, visando maximizar a recuperação dos açúcares redutores, avaliando o melhor desempenho de operação através das variáveis, tempo de reação (20, 60 e 100 min), concentração de NaOH (2, 3 e 4% (m/v)) e temperatura (60, 90 e 120ºC), em concentração de sólidos fixa, de 5% (m/v). Foi utilizado o planejamento experimental de Box-Behnken (15 ensaios). A biomassa pré-tratada nos 15 experimentos, foi hidrolisada enzimaticamente, em condições idênticas, carga de sólidos (5%), carga enzimática (15 FPU/g de biomassa) e tempo de reação (48 horas). O material lignocelulósico foi caracterizado através das análises de celulose (36,96 %), hemicelulose (16,74 %), lignina (36,02 %), extrativos (7,49 %), umidade (9,21 %), e cinzas (1,53 %). A otimização foi realizada por meio da abordagem metodologia de superfície de resposta. O modelo forneceu um coeficiente de determinação (R2) de 0,96, para sacarificação e 0,97, para sólidos recuperados. As condições ótimas previstas para realizar o processo foram, tempo de reação = 100 min, concentração de NaOH = 4% (m/v), temperatura = 120ºC, que permitiram obter uma conversão em termos de açúcares redutores de 47,89 %. O material lignocelulósico pré-tratado nas melhores condições, foi avaliado morfologicamente, através das análises de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), onde foi possível observar a maior disponibilidade da fração celulósica. Através do pré-tratamento alcalino foi possível reduzir em 34,7 % a fração de lignina, e em 23,52 % a fração de hemicelulose. A biomassa tratada nas melhores condições determinadas através da análise estatística foi hidrolisada e a cinética de sacarificação foi acompanhada. O processo foi acompanhado por um período de 96 horas, e foi possível observar que o rendimento de 54,44 % foi alcançado para um tempo de 72 horas, após esse período não houve mais aumento significativo. Os resíduos gerados na etapa de tratamento alcalino (licor negro) e hidrólise enzimática (biomassa residual), foram caracterizados através de FTIR e análise termogravimétrica, respectivamente, o que permitiu observar a presença predominante de lignina no licor negro, e de celulose na biomassa residual. Estes resultados podem ser considerados satisfatórios no contexto da biomassa florestal e pode ser elevado em uma escala futura do laboratório para a escala piloto, com estudos sobre a etapa de hidrólise enzimática.

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