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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29768| Título: | Reaproveitamento de resíduos de ossos suínos provenientes da agroindústria para produção de bio-óleo e carvão ativado |
| Título(s) alternativo(s): | Reuse of swine bone waste from the agroindustry for bio-oil and activated carbon production |
| Autor(es): | Santos, Tamires Roberta Damascena dos |
| Orientador(es): | Gonçalves, Gilberto da Cunha |
| Palavras-chave: | Adsorção Corantes Matadouros - Subprodutos Hidroxiapatita Adsorption Colorings matter Slaughtering and slaughter-houses - By-products Hydroxylapatite |
| Data do documento: | 24-Jun-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Toledo |
| Citação: | SANTOS, Tamires Roberta Damascena dos. Reaproveitamento de resíduos de ossos suínos provenientes da agroindústria para produção de bio-óleo e carvão ativado. 2022. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Biotecnológicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2022. |
| Resumo: | O Brasil é considerado o quarto maior produtor de carne suína no mundo e, em decorrência, são geradas grandes quantidades de resíduos provenientes do abate, principalmente na região Sul do país. Dentre esses resíduos, destacam-se os ossos suínos, produzidos em grande escala e com baixo valor agregado. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo o reaproveitamento do resíduo agroindustrial (ossos suínos) para a produção de carvão de ossos, bio-óleo e gases por meio do processo de pirólise. Os resíduos foram obtidos junto à uma indústria alimentícia. Estes foram submetidos a um pré-tratamento (remoção dos restos de carne e secagem) e, posterior caracterização por meio da análise imediata (umidade, material volátil, cinzas e carbono fixo) e termogravimétrica (TGA). A pirólise dos ossos suínos foi realizada em leito fixo, em atmosfera de N2, usando-se diferentes temperaturas (450 a 850 °C). Carvão (biochar), líquido pirolítico e gases foram obtidos como produtos do processo. O líquido pirolítico foi separado em duas fases (aquosa e orgânica) e analisado o pH, poder calorífico superior (PCS), perda por evaporação e densidade. O carvão obtido na pirólise à 850 °C foi submetido a uma ativação com CO2, na mesma temperatura. Os carvões das pirólises, o carvão ativado com CO2 e um carvão de ossos bovinos comercial (usado como referência) foram caracterizados por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), número de iodo, pH no ponto de carga zero (pHpcz), espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Difratometria de Raio-X (DRX), PCS e TGA. A pirólise dos ossos suínos rendeu, em média, 53,6% de biochar, 30,2% líquido pirolítico e 16,2% gases. As propriedades das frações aquosa e orgânica não foram influenciadas pela temperatura de pirólise. Ambas frações apresentaram pH alcalino (> 9,1). Para fração orgânica (bio-óleo), o poder calorífico apresentou valor médio de 38,31 kJ g-1, indicando um potencial para a sua utilização como biocombustível. Para os carvões da pirólise, os resultados indicaram um material poroso cujo principal constituinte é a hidroxiapatita, proveniente da composição dos ossos. As propriedades dos carvões pirolisados em temperaturas mais altas (750 e 850 °C) foram semelhantes às do carvão de ossos bovino comercial. O processo de ativação com CO2 influenciou negativamente nas propriedades do material, não sendo indicado a sua realização. Nos ensaios de adsorção, o carvão pirolisado a 850 °C apresentou maior desempenho em relação as demais amostras (pirolisadas, ativada e o carvão de ossos bovino comercial) na remoção de iodo e de um corante têxtil. Assim, o reuso dos resíduos de ossos suínos por meio do processo de pirólise pode trazer vantagens e benefícios importantes como a geração de produtos de valor agregado (carvão de ossos e combustível liquido renovável - bio-óleo), mais empregos e soluções para problemas ambientais. |
| Abstract: | Brazil is considered the fourth largest producer of pork meat in the world and, as a result, large amounts of waste from slaughter are generated, mainly in the southern region of the country. Among these residues, pork bones stand out, produced on a large scale and with low added value. Therefore, the present work aimed to reuse the agro-industrial residue (pork bones) for the production of bone char, bio-oil and gases through the pyrolysis process. The residues were obtained from a food industry. These were subjected to pre-treatment (removal of meat remains and drying) and subsequent characterization by means of immediate (moisture, volatile material, ash and fixed carbon) and thermogravimetric analysis (TGA). The pyrolysis of the pork bones was carried out in a fixed bed, in an atmosphere of N2, using different temperatures (450 to 850 °C). Char (biochar), pyrolytic liquid and gases were obtained as products of the process. The pyrolytic liquid was separated into two phases (aqueous and organic) and analyzed for pH, higher calorific value (PCS), evaporation loss and density. The coal obtained in the pyrolysis at 850 °C was subjected to activation with CO2 at the same temperature. The char from the pyrolysis, the activated carbon with CO2 and a commercial bovine bone carbon (used as a reference) were characterized by means of Scanning Electron Microscopy (SEM), iodine number, pH at zero charge point (pHpcz), spectroscopy Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray Diffractometry (XRD), PCS and TGA. Pyrolysis of pork bones yielded, on average, 53.6% biochar, 30.2% pyrolytic liquid and 16.2% gases. The properties of the aqueous and organic fractions were not influenced by the pyrolysis temperature. Both fractions showed alkaline pH (> 9.1). For organic fraction (bio-oil), the calorific value presented an average value of 38.31 kJ g-1, indicating a potential for its use as biofuel. For the pyrolysis coals, the results indicated a porous material whose main constituent is hydroxyapatite, from the composition of bones. The properties of pyrolyzed charcoals at higher temperatures (750 and 850 °C) were similar to those of commercial beef bone charcoal. The activation process with CO2 had a negative influence on the material properties, and its implementation is not indicated. In the adsorption tests, the pyrolyzed char at 850 °C showed higher performance in relation to the other samples (pyrolyzed, activated and commercial bovine bone char) in the removal of iodine and a textile dye. Thus, the reuse of pork bone waste through the pyrolysis process can bring important advantages and benefits such as the generation of value-added products (biochar and renewable liquid fuel - bio-oil), more jobs and solutions to environmental problems. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29768 |
| Aparece nas coleções: | TD - Programa de Pós-Graduação em Processos Químicos e Biotecnológicos |
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