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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17313
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 27-Jun-2022 |
Autor(es): | BAIA, Ana Cláudia Fonseca |
Primeiro(a) Orientador(a): | CARAVALHO JÚNIOR, Raul Nunes de |
Primeiro(a) coorientador(a): | SANTOS, Marcelo Costa |
Título: | Estudo do processo de pirólise de caroços de açaí Í (Euterpe oleracea Mart.) em escala piloto para produção de biocombustíveis |
Citar como: | BAIA, Ana Cláudia Fonseca. Estudo do processo de pirólise de caroços de açaí (Euterpe oleracea Mart.) em escala piloto para produção de biocombustíveis. Orientador: Raul Nunes de Carvalho Junior. 2022. 179 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17313. Acesso em:. |
Resumo: | O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de produção do bio-óleo, através da pirólise do caroço de açaí in natura em escala piloto, atentando-se para o rendimento dos produtos obtidos nas temperaturas de 350°C, 400°C e 450ºC à 1 atm. Além estudar os resultados obtidos via cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC-MS) dos bio-óleos produzidos. Para o procedimento experimental foi utilizado como matéria prima os caroços do açaí, um resíduo obtido após o processo de despolpamento do fruto. Esse material passou por etapas de secagem, cominuição e peneiramento para a retirada de resíduos indesejáveis para o processo. Esse material foi caracterizado por meio da determinação do teor de umidade, teor de voláteis, teor de cinzas, teor de carbono fixo e poder calorifico superior. Depois do processo de caraterização os caroços foram submetidos ao processo de pirólise e, depois dos processos de separação devidos, o bio-óleo obtido foi submetido a teste para a determinação do seu índice de acidez, densidade absoluta, índice de refração e viscosidade dinâmica. Após essa etapa o bio-óleo foi submetido a análise no cromatógrafo gasoso acoplado ao espectrômetro de massa. O teor de umidade encontrado nos caroços de açaí foi de aproximadamente 40% e o rendimento da etapa de pré-tratamento desses caroços foi de 46,84%. Na caracterização física das sementes os resultados encontrados mostraram-se dentro dos já existentes nas literaturas apresentando propriedades interessantes para o uso no processo de pirólise. Com o aumento da temperatura houve o favorecimento da produção do Bio-óleo e do biogás, já para a biocarvão houve a diminuição na sua massa produzida. As análises físico-químicas aplicadas ao Bio-óleo produzido mostraram-se dentro dos valores que estão disponíveis nas literaturas para este mesmo tipo de material, contudo ainda está fora dos padrões que a Agência Nacional de Petróleo estabelece para o diesel verde. O aumento da temperatura reduziu a acidez do bio-óleo e aumentou a viscosidade e a densidade. Com isso, teve-se uma redução 92,87 (Exp.1) para 70,26 (mg de NaOH/g de amostra) (Exp.3) e a menor viscosidade cinemática obtida de 77,62 mm²/s para o processo de pirólise com a temperatura programada até 350°C. A análise cromatográfica mostrou que o composto com maior percentual de área de picos foi o fenol, onde o tempo de retenção médio foi de 8.466 min-1 independente da temperatura programada. O Exp.2 foi o qual apresentou o maior rendimento em termos de hidrocarbonetos aromáticos e o menor rendimento para fenóis, mostrando que não há um comportamento linear com a mudança de temperatura. |
Abstract: | The objective of this work was to study the process of bio-oil production through the pyrolysis of raw acai kernel on a pilot scale, focusing on the yield of products obtained at temperatures of 350°C, 400°C and 450°C at 1 atm. In addition to studying the results obtained via gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) of the bio-oils produced. For the experimental procedure, the raw material used was the açaí pits, a residue obtained after the process of pulping the fruit. This material went through stages of drying, comminution and sieving to remove unwanted residues for the process. This material was characterized by determining the moisture content, volatile content, ash content, fixed carbon content and higher calorific value. After the characterization process, the lumps were submitted to the pyrolysis process and, after the due separation processes, the bio-oil obtained was submitted to tests to determine its acidity index, absolute density, refractive index, and dynamic viscosity. After this step the bio-oil was subjected to analysis in a gas chromatograph coupled to a mass spectrometer. The moisture content found in the açaí seeds was approximately 40% and the yield of the pre-treatment step was 46.84%. In the physical characterization of the seeds the results found were within the existing literature showing interesting properties for use in the pyrolysis process. With the increase in temperature there was a favorable production of bio-oil and biogas, while for the biochar there was a decrease in its mass produced. The physicalchemical analyses applied to the Bio-Oil produced were within the values that are available in the literature for this same type of material, however, it is still outside the standards that the National Petroleum Agency establishes for green diesel. The increase in temperature reduced the acidity of the bio-oil and increased its viscosity and density. With this, there was a reduction 92.87 (Exp.1) to 70.26 (mg of NaOH/g of sample) (Exp.3) and the lowest kinematic viscosity obtained of 77.62 mm²/s for the pyrolysis process with the temperature set up to 350°C. The chromatographic analysis showed that the compound with the highest percentage of peak area was phenol, where the average retention time was 8,466 min-1 independent of the programmed temperature. Exp.2 had the highest yield in terms of aromatic hydrocarbons and the lowest yield for phenols, showing that there is no linear behavior with temperature change. |
Palavras-chave: | Açaí (Euterpe oleracea) Biocombustíveis Biomassa Lignocelulósica CGMS Açaí (Euterpe oleracea) Biofuels Lignocellulosic Biomass |
Área de Concentração: | DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS |
Linha de Pesquisa: | ENGENHARIA DE PROCESSOS ORGÂNICOS |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Engenharia Química (Mestrado) - PPGEQ/ITEC |
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