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metadata.dc.type: Tese
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Efeito da temperatura e da adição de sais inorgânicos na pirólise analítica de resíduo de tabaco
metadata.dc.creator: Cardoso, Cássia Regina
metadata.dc.contributor.advisor1: Ataide, Carlos Henrique
metadata.dc.contributor.referee1: Duarte, Claudio Roberto
metadata.dc.contributor.referee2: Vieira, Luiz Gustavo Martins
metadata.dc.contributor.referee3: Lopes, Luís Cláudio Oliveira
metadata.dc.contributor.referee4: Aguiar, Mônica Lopes
metadata.dc.description.resumo: Combustíveis menos poluentes e originados de fontes renováveis, como a biomassa, são alternativas energéticas. Atualmente cerca de 4000t/ano de resíduo de tabaco são geradas no Brasil e a pirólise rápida _e uma opção para se converter biomassa em combustíveis, no caso o bio-óleo, que pode ser também fonte de compostos com valor agregado. O presente trabalho objetivou caracterizar o resíduo de tabaco, identificar os parâmetros cinéticos Da degradação térmica desse material e estudar o efeito da temperatura e de aditivos na pirólise dessa biomassa. Testes termogravimétricos foram realizados utilizando-se taxas de aquecimento entre 5 e 25oC/min e atmosfera inerte de nitrogênio. Para se estimar os parâmetros cinéticos, modelos de reação global e reações paralelas e independentes foram empregados. Os modelos de reação global apresentaram valores de energia de ativação entre 70,8 e 143,1kJ/mol; o modelo de reações paralelas e independentes indicou que a decomposição do resíduo de tabaco consiste de seis reações distintas; com energias de ativação entre 39,4 e 276,3kJ/mol. Na etapa seguinte do trabalho, análises de pirólise analítica foram realizadas para o resíduo de tabaco puro, adicionado de 10% de ZnCl2 e de 10% de MgCl2; a 400, 500, 600 e 700oC (20oC/ms) e atmosfera inerte de hélio. Vapores com conteúdos mais expressivos de ácido acético e furfural foram identificados para o resíduo adicionado de MgCl2 10%; e de nicotina e 4-penten-1-ol para o resíduo puro; a pirólise de resíduo de tabaco adicionado de 10% de MgCl2 gerou vapores com teores mais elevados de compostos oxigenados, cetonas e aldeídos; os conteúdos mais expressivos de hexadecano foram identificados para o resíduo adicionado de ZnCl2 10%. Os resultados indicaram que a pirólise de resíduo de tabaco puro ou adicionado de 10% de MgCl2 gerará bio-óleos fonte de compostos, e a reação pirolítica do resíduo acrescido de 10% de ZnCl2 um óleo combustível com qualidade de ignição. Por _m, visando avaliar o efeito da concentração dos aditivos na reação pirolítica a 500oC, foram realizadas análises para concentrações mássicas de 5 e 20% de ZnCl2 e MgCl2 (20oC/ms e atmosfera inerte de hélio). Foram observadas reduções nos conteúdos de nicotina e compostos fenólicos com o incremento da concentração de ZnCl2; o acréscimo da concentração de MgCl2 ocasionou redução nos teores de ácido acético, nicotina e compostos fenólicos, e incrementos nos teores de furfural; os teores de compostos oxigenados e ácidos carboxílicos foram reduzidos e os de cetonas e aldeídos foram incrementados com o aumento da concentração de MgCl2.
Abstract: Biomass is an energetic alternative to provide fuels originated from renewable sources and with less pollutant characteristics. Currently, about 4000t/year of tobacco residue are generated in Brazil and fast pyrolysis is an option to convert biomass into fuels, like bio-oil, which can also be a source of high added value compounds. The present work aimed at characterizing tobacco residue, identifying the pyrolysis kinetic parameters of the material decomposition and studying the in uence of temperature and additives in the distribution of products generated in the pyrolytic reaction of this biomass. Thermogravimetric tests were performed with slow heating rates (5-25oC/min) and nitrogen inert atmosphere. Single reaction step and independent parallel reaction models were used to estimate the kinetic parameters of biomass decomposition. The single reaction step models presented activation energy values between 70,8 and 143,1kJ/mol; independent parallel reaction model indicated that the tobacco residue decomposition consists of six dierent reactions, with activation energies varying between 39,4 and 276,3kJ/mol. Next, analytical pyrolysis was applied to study the vapors produced in reactions of tobacco residue, either pure or added of 10% ZnCl2 and 10% MgCl2; at 400, 500, 600 and 700oC (20oC/ms) and helium inert atmosphere. Vapors with higher contents of acetic acid and furfural were identied for tobacco residue added of 10% MgCl2; and of nicotine and 4-penten-1-ol for pure residue; the pyrolysis of tobacco residue added of 10% MgCl2 provided vapors with the higher percentages of oxygenated compounds, ketones and aldehydes; vapors resulted from pyrolysis of residue added of 10% ZnCl2 presented the most expressive contents of hexadecane. Results indicated that the pyrolysis of tobacco residue, either pure or added of 10% of MgCl2 will generate bio-oils that could be considered source of compounds, and the pyrolytic reaction of the residue added of 10% of ZnCl2 a fuel oil with ignition quality. Finally, in order to evaluate the additive content eect in pyrolytic reactions at 500oC, analyses were performed for 5% and 20% of ZnCl2 and MgCl2 (20oC/ms, helium inert atmosphere). Higher ZnCl2 contents reduced nicotine and phenolic compounds percentages; while higher MgCl2 concentration reduced acetic acid, nicotine and phenolic compound contents, and increased furfural content; the percentages of oxygenated compounds and carboxylic acids were reduced and contents of ketones and aldehydes were increased when using higher MgCl2 concentration.
Keywords: Ressíduo de tabaco
Pirólise
Efeito catalítico
Cinética
Tobacco residue
Pyrolysis
Kinetics
Catalytic effect
Pirólise
Fumo
Resíduos
Biomassa
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: CARDOSO, Cássia Regina. Efeito da temperatura e da adição de sais inorgânicos na pirólise analítica de resíduo de tabaco. 2012. 216 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15062
Issue Date: 27-Jul-2012
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