Processo de transformação termoquímica da torta do mesocarpo do dendê para obtenção de biocombustíveis

Palavras-chave: Craqueamento, Processamento térmico, Material lignocelulosico, biomassa, óleo de palma

Resumo

A cadeia produtiva do dendê vem se expandindo rapidamente na região norte do Brasil, acarretando uma grande produção de resíduos sólidos e líquidos. A utilização desses resíduos como matéria-prima para a produção de biocombustíveis via processamento térmico é uma alternativa viável para reduzir o impacto ambiental e valorizar a cadeia produtiva do dendê. Dentre estes resíduos está a torta do mesocarpo do dendê (TMD) que representa cerca de 25% do fruto. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito da temperatura sobre as características dos produtos obtidos através transformação termoquímica da TMD. Os experimentos foram realizados nas temperaturas entre 150 e 550 ºC, usando um reator cilíndrico de aço inox de 7,5 cm de diâmetro e 10 cm de altura, com capacidade volumétrica de 440 cm³, aquecido com resistência elétrica de 1,5 kW. As análises mostraram que a TMD é um material lignocelulósico com 45% de celulose, 21% de hemicelulose e 34% de lignina, e com poder calorifico de 22,5 MJ/kg. Os resultados mostraram que os rendimentos de líquido e gás aumentam com o aumento da temperatura, enquanto o produto sólido diminui. Os produtos líquidos apresentaram uma similaridade na composição para as diferentes temperaturas de processamento, porém os produtos sólidos tiveram um aumento significativo no teor de carbono fixo com a temperatura. Nos produtos sólidos, a maior taxa de degradação de celulose e hemicelulose ocorreu em temperaturas acima de 250 oC, com a prevalência de lignina nos produtos obtidos a temperaturas mais altas.

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Referências

BRIDGWATER, A.V.; PEACOCKE, G. V. C. 2000. Fast pyrolysis processes for biomass. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 4, p. 1–73, 2000.
BRIDGWATER, A. V.; TOFT, A. J.; BRAMMER, J. G. A techno-economic comparison of power production by biomass fast pyrolysis with gasification and combustion. Renewable & Sustainable, v 6, p. 181-246, 2002.
COSTA, M. R. T.; HOMMA, A. K. O.; REBELLO, F. K.; SOUZA FILHO, A. P. S.; FERNANDES, A. L. C.; BALEIXE, W. Atividade agropecuária no Estado do Pará. Ed. Embrapa Amazonia Oriental, 2017. 174p. Disponível em: https://www.embrapa.br/amazonia-oriental/publicações
GUEDES, C. L. B.; ADÃO, D. C.; QUESSADA, T. P.; BORSATO, D.; GALÃO, O. F.; MAURO, E.D.; PÉREZ, J. M. M.; ROCHA, D. Avaliação de biocombustível derivado do bio-óleo obtido por pirólise rápida de biomassa lignocelulósica como aditivo para gasolina. Química Nova, v.33, n.4, p.781-786, 2010.
HOSSAIN, A. K.; DAVIES, P. A. Pyrolysis liquids and gases as alternative fuels in internal combustion engines – A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 21, p. 165-189, 2013.
HUBER, G. W. S.; IBORRA, A. Corma Synthesis of transportation fuels from biomass: chemistry, catalysts and engineering. Chemical Reviews, v.106, p. 4044–4098, 2006.
KAN, T. N.; STREZOV, V.; EVANS, T.J. Lignocellulosic biomass pyrolysis: A review of product properties and effects of pyrolysis parameters. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 57, p.1126–1140, 2016.
MOHAN, D.; PITTMAN, C. U.; STEELE, P. H. Pyrolysis of wood/biomass for bio-oil. A critical review. Energy & Fuels, v. 20, p. 848-889, 2006.
ORTIZ, L. A.; SEGURA, N.F. J.; JABALERA, S. R.; PAULA, M. M.; CAMPO, D. A. E.; GUTIÉRREZ, S. J.; BRETADO, E. A. M.; MARTÍNEZ, C. V. Low temperature sugar cane bagasse pyrolysis for the production of high purity hydrogen through steam reforming and CO2 capture. International Journal of Hydrogen Energy, v. 38, p. 12580–12588, 2013.
PLIS, A.; LASEK, J.; SKAWINSKA, A.; ZUWAŁA, J. Thermochemical and kinetic analysis of the pyrolysis process in Cladophora glomerata algae. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, v. 115, p. 166–174, 2015.
PROTÁSIO, T. P.; TONOLI, G. H. D.; JÚNIOR, M.G.; BUFALINO, L.; COUTO, A. M.; TRUGILHO, P.F. Correlações canônicas entre as características químicas e energéticas de resíduos lignocelulósico. Cerne, Lavras, v. 18, p. 433-439, 2012.
QU, T. T.; GUO, W.J.; SHEN, L.H.; XIAO, J.; ZHAO, K. Experimental study of biomass pyrolysis based on three major components: hemicellulose, cellulose, and lignin. Industrial and Engineering Chemistry Research, v. 50, p. 10424-10433, 2011.
RAZUAN, R.; FINNEY, K. N.; CHEN, Q.; SHARIFI, V. N.; SWITHENBANK, J. Pelletised fuel production from palm kernel cake. Fuel Processing Technology, v. 92, p. 609–615, 2011.
SANTOS, F. A.; QUEIRÓZ, J. H.; COLODETTE, J. L.; FERNANDES, S. A.; GUIMARÃES, V.M.; REZENDE, S.T. Potencial da palha de cana-de-açúcar para produção de etanol. Química Nova, v. 35, n. 5, p. 1004-1010, 2012.
SHINOJ, S.; VISVANATHAN, R.; PANIGRAHI, S.; KOCHUBABU, M. Oil palm fiber (OPF) and its composites: A review. Industrial Crops and Products, v. 33, p. 7-22. 2011.
STEFANIDIS, S. D.; KALOGIANNIS, K. G.; ILIOPOULOU, E. F; MICHAILOF, C. M.; PILAVACHI, P. A.; LAPPAS, A. A. A study of lignocellulosic biomass pyrolysis via the pyrolysis of cellulose, hemicellulose and lignin. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, v. 105, p. 143-150, 2014.
SUBRAMANI, V.S.; GANGWAL, K. A review of recent literature to search for an efficient catalytic process for the conversion of syngas to ethanol. Energy & Fuels, v. 22, p. 814–839, 2008.
SULAIMAN, F.; ABDULLAH, N. Optimum conditions for maximising pyrolysis liquids of oil palm empty fruit bunches. Energy, v. 36, p. 2352-2359, 2011.
VAN SOEST, P.J. Use of detergents in the analyses of fibrous feeds. 2. A rapid method for the determination of fiber and lignin. Journal of the Association of Official Analitical Chemistry, v. 46, p.829-835, 1963.
VAN SOEST, P.J.; WINE, R.H. Use of detergents in the analysis of fibrous feeds. 4. Determination of plant cell wall constituents. Journal of the Association of Official Analitical Chemistry, v. 50, p. 50-55, 1967.
WILLIAMS, P. T.; BESLER, S. The influence of temperature and heating rate on the slow pyrolysis of biomass. Renewable Energy, v. 7, p. 233–250, 1996.
YANG, H. P R.; YAN, H. P.; CHEN, D. H.; LEE, C. G.; ZHENG. Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel, v. 86, p. 1781–1788, 2007.
Thomsen, T.; Hauggaard-Nielsen, H.; Bruun, E. W.; Ahrenfeldt. J. The potential of pyrolysis technology in climate change mitigation influence of process design and parameters simulated in SuprPro Designer Software. Technical University of Denmark, 2011.
ZHANG, L.; LIU, R.; YIN, R.; MEI, Y. Upgrading of bio-oil from biomass fast pyrolysis in China: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 24, p. 66–72, 2013.
Publicado
2018-12-27
Seção
Artigos Científicos