PIRÓLISE DE CARPELO DE MACADÂMIA EM LEITO FIXO CATALISADA POR CLINOPTILOLITA
Nome: KELLY COSTA CABRAL SALAZAR RAMOS MOREIRA
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 12/03/2020
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| TAISA SHIMOSAKAI DE LIRA | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| KÁSSIA GRACIELE DOS SANTOS | Examinador Externo |
| TAISA SHIMOSAKAI DE LIRA | Orientador |
| THIAGO PADOVANI XAVIER | Examinador Externo |
Resumo: O material lignocelulósico, principal componente de muitos resíduos, tem sido apontado como uma alternativa aos combustíveis fósseis quando utilizado como biomassa em processos de conversão térmica tal qual a pirólise. A amêndoa macadâmia, noz de alto valor agregado, gera uma grande quantidade de resíduos em seu processo produtivo, como o carpelo da noz. Dentre as formas de aproveitamento e tratamento de resíduos, a pirólise é capaz de transformar biomassa em produto sólido, líquido e/ou gasoso, pelo aquecimento em ausência de O2. O produto líquido contém um bio-óleo com grande potencial para a produção de combustível, contudo, pode apresentar um alto grau de oxigenação, diminuindo sua qualidade. Este problema pode ser corrigido ou minimizado com a utilização de catalisadores. A clinoptilolita, uma zeólita natural de baixo custo, tem sido investigada quanto ao seu efeito catalítico no rendimento destes produtos, podendo ser modificada para potencializar sua capacidade catalítica. Neste cenário, caracterizou-se a biomassa e o catalisador em sua forma natural e ativada. A caracterização dos minerais comprovou a ativação e aumento da capacidade de adsorção e catálise da clinoptilolita modificada. Os parâmetros cinéticos e termodinâmicos da reação foram determinados e avaliados a partir dos modelos isoconversionais de Ozawa, Kissinger, Starink e KAS a partir de análises termogravimétricas, os quais apresentaram uma energia de ativação na faixa de 137,41 à 146,63 KJ/mol e atestaram o favorecimento da formação dos produtos. Além disso, a aplicação de master plots permitiu a identificação dos mecanismos de difusão e nucleação no início da degradação térmica lignocelulósica. Os planejamentos experimentais da pirólise do carpelo de macadâmia em leito fixo foram realizados na presença e ausência das clinoptilolitas e evidenciaram o incremento de líquido produzido a partir da pirólise catalítica, especialmente quando a clinoptilolita ativada foi empregada, com rendimento líquido de 58,20%. O tratamento estatístico dos dados comprovou a influência significativa da temperatura e da concentração de catalisador no rendimento líquido. As melhores condições de temperatura, taxa de aquecimento e concentração de catalisador para a pirólise do carpelo de macadâmia foram estimadas a partir da função de desejabilidade, sendo essas de 873,15 K, 50 K/min e 20% de clinoptilolita ativada.
Palavras-chave: Carpelo de macadâmia, clinoptilolita, pirólise catalítica, bio-óleo, modelos cinéticos.
