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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30803| Título: | Cinética da pirólise do caroço de açaí e efeito da presença de óxido de cálcio na reação |
| Título(s) alternativo(s): | Kinetics of the açaí seed pyrolysis and the effect of the presence of calcium oxide in the reaction |
| Autor(es): | Pagnoncelli Netto, Izadora |
| Orientador(es): | Di Domenico, Michele |
| Palavras-chave: | Pirólise Açaí Cal Cinética química Pyrolysis Lime Chemical kinetics |
| Data do documento: | 5-Dez-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Francisco Beltrao |
| Citação: | PAGNONCELLI NETTO, Izadora. Cinética da pirólise do caroço de açaí e efeito da presença de óxido de cálcio na reação. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2022. |
| Resumo: | Suprir a crescente demanda energética e garantir a manutenção dos recursos e do meio ambiente é a proposição de pesquisas na atualidade em todo o mundo. No Brasil, diversificar a matriz energética através das fontes renováveis é uma necessidade cada vez mais evidenciada. As biomassas lignocelulósicas são fontes com baixa representatividade na matriz energética brasileira, e são uma alternativa importante nesta busca por recursos renováveis, já que seu potencial bioenergético é bem conhecido. O caroço de açaí é um resíduo gerado por meio da produção de polpa de açaí, que cresceu consideravelmente nos últimos anos, gerando cada vez mais resíduos que não tem uma destinação final correta. O tratamento térmico desta biomassa para a geração de biocombustíveis é pouco estudado, e tampouco o efeito do tratamento via pirólise utilizando óxidos metálicos. Neste trabalho, o estudo da biomassa de caroço de açaí (CA) se deu pela caracterização da mesma através da análise imediata, análise elementar, densidade aparente e poder calorífico, a fim de identificar o potencial de produção bioenergética. A pirólise do caroço de açaí foi conduzida em um analisador termogravimétrico, em quatro diferentes razões de aquecimento até 900°C, a fim de gerar dados para o cálculo da energia de ativação (Ea) por dois métodos isoconversionais, Flyyn-Wall-Osawa (FWO) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS). A pirólise de três misturas de CA e CaO foram realizadas em um analisador termogravimétrico para uma razão de aquecimento de 10 oC min-1 até 600°C, a fim de identificar o efeito da presença deste óxido (tanto como catalisador da reação como adsorvente na captura de CO2). A caracterização do caroço de açaí mostrou que a biomassa apresenta potencial bioenergético satisfatório quando comparada com biomassas já estudadas, possuindo um PCS de 17,403 MJ kg-1. O estudo cinético mostrou um bom ajuste dos modelos aos dados experimentais, em uma ampla faixa de conversão (5-90 %). Para o método de FWO, a Ea média calculada foi de 242,41 kJ mol-1 e para KAS foi de 247,12 kJ mol-1, valores estes que ficam próximos a faixa encontrada na literatura para biomassas lignocelulósicas. Para as misturas, foi possível identificar o mecanismo de captura de CO2 pelo CaO através da comparação qualitativa entre as curvas de TG das misturas e do CaO puro. A presença de grandes quantidades de CaO nas misturas impactou negativamente na degradação da amostra, aumentando a resistência a transferência de massa e calor e mascarando um possível efeito catalítico do CaO na cinética reacional. |
| Abstract: | Supplying the growing demand for energy and ensuring the maintenance of resources and the environment is the current research proposal around the world. In Brazil, diversifying the energy matrix through renewable sources is an increasingly evident need in the country. Lignocellulosic biomasses are sources with low representation in the Brazilian matrix and are an important alternative in this search for renewable resources since their bioenergetic potential is already known. The açaí seed is a waste generated through the production of açaí pulp, which has grown considerably in recent years, generating more waste that does not have a correct final destination. The thermal treatment of this biomass for the generation of biofuels is understudied, as well as the effect of this process using metallic oxides. In this work, the study of the açaí seed (CA) biomass was done by its characterization through proximate analysis, ultimate analysis, bulk density, and calorific value in order to identify the potential for bioenergy production. The pyrolysis of the acai seed was conducted in a thermogravimetric analyzer at four different heating rates up to 900°C in order to generate data for the calculation of the activation energy (Ea) by two isoconversional methods, Flyyn-Wall-Osawa (FWO) and Kissinger-Akahira-Sunose (KAS). Pyrolysis of three mixtures of CA and CaO was performed on a thermogravimetric analyzer for one heating rate of up to 600°C in order to identify the effect of the presence of this oxide (both as a reaction catalyst and adsorbent in CO2 capture). The characterization of the açaí seed demonstrates that the biomass presents satisfactory bioenergetic potential when compared to biomasses already studied, especially when observing the value of HHV (17,403 MJ kg-1). The kinetic study showed a suitable fit of the models to the experimental data, generating good adjustments over a large conversion range. For the FWO method, the average Ea calculated was 242,41 kJ mol-1 and for KAS was 247,12 kJ mol-1, values that are close to the range found for lignocellulosic biomass in the literature. For the mixtures, it was possible to identify the mechanism of CO2 capture by CaO through qualitative comparison between the TG curves of the mixtures and pure CaO. The presence of large amounts of CaO in the mixtures negatively impacted the degradation of the sample, increasing the resistance to mass and heat transfer and masking a possible catalytic effect of CaO on the reaction kinetics. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30803 |
| Aparece nas coleções: | FB - Engenharia Química |
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