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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28832| Título: | Caracterização e estudo cinético da pirólise de subprodutos da indústria vitivinícola visando seu aproveitamento energético |
| Título(s) alternativo(s): | Characterization and kinetic study of the pyrolysis of wine industry by-products aiming at their energy utilization |
| Autor(es): | Fernandes, Flávia Soster |
| Orientador(es): | Di Domenico, Michele |
| Palavras-chave: | Indústria vinícola Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.) Energia - Fontes alternativas Wine industry Recycling (Waste, etc.) Renewable energy sources |
| Data do documento: | 7-Dez-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Francisco Beltrao |
| Citação: | FERNANDES, Flávia Soster. Caracterização e estudo cinético da pirólise de subprodutos da indústria vitivinícola visando seu aproveitamento energético. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2021. |
| Resumo: | Ao longo dos anos, novas fontes de energia renováveis vêm sendo estudadas com o intuito de diversificar a matriz energética atual, composta principalmente de combustíveis fósseis, os quais impactam negativamente o meio ambiente. Nesse contexto, é possível empregar resíduos agroindustriais para a geração de energia, sendo assim produzida uma energia limpa e com uma baixa emissão de gases poluentes. Para este trabalho, avaliou-se o potencial combustível de três biomassas provenientes de uma indústria vitivinícola: engaços de uva (EU), bagaço de uva vinificação (BUV) e bagaço de uva-graspa (BUG). A avaliação foi realizada inicialmente por meio da caracterização dos resíduos através da análise imediata, análise elementar, densidade aparente e poder calorífico. As biomassas foram submetidas à pirólise em um analisador termogravimétrico, utilizando razões de aquecimento de 5, 10, 20 e 30°C min 1 , até a temperatura final de pirólise de 900°C. Por meio dos dados da análise termogravimétrica foi realizada uma análise cinética da pirólise das três biomassas, determinando-se os parâmetros como a energia de ativação (E a ), por meio dos modelos isoconversionais Flynn-Wall-Ozawa (FWO) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), e o fator pré-exponencial, pelo método de Kissinger. Os resultados das análises de caracterização são condizentes com outras biomassas lignocelulósicas reportadas na literatura utilizadas na geração de energia via processos termoquímicos de conversão. As três biomassas apresentam altos valores de material volátil, indicando que terão facilidade de ignição e teor de cinzas inferior a 10%, conforme recomendado para garantir uma maior eficiência no processo. Por meio do modelo de FWO, a energia de ativação obteve valores médios de 220,00 kJ mol 1 para EU, 191,53 kJ mol 1 para BUV e 209,73 kJ mol 1 para BUG. Para o modelo de KAS, os resultados foram semelhantes, sendo de 221,37 kJ mol 1 para EU, 191,26 kJ mol 1 para BUV e 210,35 kJ mol 1 para BUG. Por meio destes valores, a biomassa que apresenta maior potencial para o emprego na geração de energia é a BUV, uma vez que possui o menor valor de E a dentre as três biomassas estudadas. Além disso, os valores de fator pré-exponencial encontrados informaram que as reações de decomposição térmica das biomassas são conduzidas por meio de reações químicas simples. Avaliando as análises realizadas neste trabalho, conclui-se que as biomassas provenientes da indústria vitivinícola apresentam alto potencial no emprego de geração de energia. Esse fato contribui na própria indústria, reduzindo custos com a energia elétrica, dando um destino aos resíduos, além de empregar uma fonte para a geração de energia mais sustentável e limpa. |
| Abstract: | Over the years, new renewable energy sources have been studied in order to diversify the current energy matrix, composed mainly of fossil fuels, which negatively impact the environment. In this context, it is possible to use agroindustrial residues to generate energy, thus producing clean energy and low emission of pollutant gases. For this work, the fuel potential of three biomasses from a wine industry was evaluated: grape stalks (EU), grape pomac-vinification (BUV), and grape pomace-grasp (BUG). The evaluation was initially performed by characterizing the residues through proximate analysis, elemental analysis, bulk density, and calorific value. The biomasses were submitted to pyrolysis in a thermogravimetric analyzer, using heating rates of 5, 10, 20, and 30°C min -1 , until the final pyrolysis temperature of 900°C. Kinetic analysis of the pyrolysis of the three biomasses was performed using the thermogravimetric analysis data, determining the parameters such as activation energy (E a ) by means of the isoconversional Flynn-Wall-Ozawa (FWO) and Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) models and the pre-exponential factor by the Kissinger method. The results of the characterization analyses are consistent with other lignocellulosic biomass reported in the literature used for thermochemical processes, thus indicating a high potential in energy generation. The three biomasses present high values of volatile matter, indicating that they will have ease of ignition and ash content of less than 10%, as recommended to ensure greater efficiency in the process. Using the FWO model, the activation energy obtained average values of 220.00 kJ mol-1 for EU, 191.53 kJ mol -1 for BUV, and 209.73 kJ mol -1 for BUG. For the KAS model, the results were similar, being 221.37 kJ mol -1 for EU, 191.26 kJ mol -1 for BUV and 210.35 kJ mol -1 for BUG. Through these values, the biomass that presents the greatest potential for use in energy generation is BUV since it has the lowest value of E a among the three biomasses studied. In addition, the pre-exponential factor values found gave the information that the thermal decomposition reactions of the biomasses are conducted through a simpler chemistry pathway. Based on the analyses performed in this study, it can be concluded that biomass from the wine industry has a high potential for energy production. This fact contributes to the industry itself, reducing costs with electric energy, giving a destination to the residues, besides employing a source for the generation of more sustainable and clean energy. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28832 |
| Aparece nas coleções: | FB - Engenharia Química |
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