Produção de bio-óleo a partir da co-pirólise de biomassa de eucalipto e resíduos de poliestireno
| dc.contributor.advisor1 | Machado, Marta Albuquerque | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000-0001-8335-3351 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5991893415892784 | |
| dc.contributor.author | Lima, Luisa Coser | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0009-0000-5113-6846 | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/4014467293368070 | |
| dc.contributor.referee1 | Silva Filho, Eloi Alves da | |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000-0002-9306-7882 | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8259708288584235 | |
| dc.contributor.referee2 | Rocha, Angela Sanches | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000-0002-3575-4844 | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/9080624063866527 | |
| dc.date.accessioned | 2024-05-30T01:42:21Z | |
| dc.date.available | 2024-05-30T01:42:21Z | |
| dc.date.issued | 2022-12-16 | |
| dc.description.abstract | Fossil fuels are widely used to supply the global energy demand, however, they are mainly responsible for the emission of gases that are harmful to the environment. Due to this environmental concern, different sources of renewable energy are sought, among which fuels produced from lignocellulosic biomass stand out. There are several methods of converting biomass into energy and chemical inputs, among which pyrolysis stands out, which is a process in which organic matter is thermally degraded in a non-oxidizing atmosphere. The cooling of the generated vapors leads to the formation of a liquid, called bio-oil, whose quantity and quality depend on the operating conditions and the type of raw material. Due to its composition rich in oxygenated compounds, bio-oil has undesirable characteristics, such as: low calorific value, high acidity and chemical instability. One way to reduce this oxygen content is through the co-pyrolysis technique, in which polymers act as hydrogen donors, resulting in an increase in the calorific value of the fuel. Thus, this work aimed to carry out the copyrolysis of a mixture of eucalyptus and polystyrene residues (PS) and to determine the operational condition in which the highest yield of bio-oil was obtained, evaluating the effects of the final reaction temperature, heating rate and proportion of PS present in the feedstock. The thermal decomposition of the feedstocks was analyzed by thermogravimetric analysis (TGA) and the bio-oils produced were analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). The experiments that produced the highest amount of liquid product were carried out at the upper level of the pyrolysis temperature (500 ºC) and the proportion of PS contained in the sample (75%), obtaining bio-oil yields of 70,75% and 70,26%. The heating rate was not a significant parameter in increasing the liquid product yield. Using design of experiment, it was possible to determine the condition in which the maximum yield of bio-oil is obtained, which was 72,15% using the conditions of 70% PS in the feedstock and pyrolysis temperature of 516,45 °C. The composition of the bio-oil produced with only biomass was mostly oxygenated aromatics, while the addition of PS to the feedstock generated bio-oils composed mostly of alkyl aromatics. Decreasing the amount of oxygenated compounds helps to increase the calorific value and stability of the bio-oil. | |
| dc.description.resumo | Os combustíveis fósseis são amplamente utilizados para suprir a demanda energética global, no entanto, são os principais responsáveis pela emissão de gases que são nocivos ao meio-ambiente. Devido a essa preocupação ambiental, busca-se diferentes fontes de energia renováveis, dentre as quais há grande destaque para os combustíveis produzidos a partir da biomassa lignocelulósica. Existem vários métodos de conversão da biomassa em energia e insumos químicos, dentre os quais se destaca a pirólise, que é um processo no qual a matéria orgânica é degradada termicamente em atmosfera não-oxidante. O resfriamento dos vapores gerados leva à formação de um líquido, chamado bio-óleo, cujas quantidade e qualidade dependem das condições operacionais e do tipo de matéria-prima. Devido a sua composição rica em compostos oxigenados, o bio-óleo possui características indesejáveis, tais como: baixo poder calorífico, elevada acidez e instabilidade química. Uma forma de reduzir esse teor de oxigênio é através da técnica de co-pirólise, na qual polímeros atuam como doadores de hidrogênio, resultando no aumento do poder calorífico do combustível. Assim, este trabalho teve como objetivo realizar a co-pirólise de uma mistura de madeira de eucalipto e resíduos de poliestireno (PS) e determinar a condição operacional na qual se obteve o maior rendimento de bio-óleo, avaliando os efeitos da temperatura final de reação, taxa de aquecimento e proporção de PS presente na matéria-prima. As decomposições térmicas das matérias-primas foram analisadas por meio da análise termogravimétrica (TGA) e os bio-óleos produzidos foram analisados por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM). Os experimentos que produziram a maior quantidade de produto líquido foram realizados no nível superior da temperatura de pirólise (500 ºC) e da proporção de PS contida na amostra (75%), obtendo rendimentos de bio-óleo de 70,75% e de 70,26%. A taxa de aquecimento não foi um parâmetro significativo no aumento do rendimento de produto líquido. Por meio do planejamento experimental, foi possível determinar a condição em que se obtém o rendimento máximo de bio-óleo, que foi de 72,15% utilizando as condições de 70% de PS na matéria-prima e temperatura de pirólise de 516,45 ºC. A composição do bio-óleo produzido com apenas biomassa foi majoritariamente de aromáticos oxigenados, enquanto a adição de PS à matéria-prima gerou bio-óleos compostos majoritariamente por alquil aromáticos, mesmo a proporção de PS sendo maior do que a de biomassa. A diminuição da quantidade de compostos oxigenados auxilia no aumento do poder calorífico e da estabilidade do bio-óleo. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/17095 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Mestrado em Química | |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Exatas | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Co-pirólise | |
| dc.subject | Biomassa lignocelulósica | |
| dc.subject | Planejamento experimental | |
| dc.subject | Eucalipto | |
| dc.subject | Poliestireno | |
| dc.subject.br-rjbn | subject.br-rjbn | |
| dc.subject.cnpq | Química | |
| dc.title | Produção de bio-óleo a partir da co-pirólise de biomassa de eucalipto e resíduos de poliestireno | |
| dc.title.alternative | title.alternative | |
| dc.type | masterThesis |
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