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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Bagaço do sorgo: estimativa de parâmetros cinéticos e pirólise analítica
metadata.dc.creator: Miranda, Mara Rúbia da Silva
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: Lira, Taisa Shimosakai de
metadata.dc.description.resumo: A pirólise constitui-se atualmente uma das mais importantes tecnologias para transformar biomassa em produtos mais úteis à sociedade. Com o objetivo de aprofundar o conhecimento da cinética da pirólise, o presente trabalho realizou um estudo exploratório da decomposição do bagaço do sorgo através da análise termogravimétrica (TG). A caracterização físico-química do bagaço do sorgo foi importante para relacionar a composição com os principais produtos da pirólise. A cinética de decomposição foi determinada por meio de ensaios dinâmicos, nos quais foram utilizadas as taxas de aquecimento de 10, 20, 40 e 50°C/min. Três modelos isoconversionais segundo Osawa, K-A-S e Starink foram utilizados para cálculo da energia de ativação global, adotando duas faixas de tamanho de partículas. As regressões obtidas por estes métodos permitiram comprovar a mudança de mecanismo de reação nas altas temperaturas, comprovando a liberação de produtos mais pesados. Os resultados mostraram que a energia de ativação aumenta com o tamanho da partícula, levando a concluir que mesmo sendo uma pequena diferença, há uma influência do tamanho da partícula na transferência de calor. Os resultados de variação de massa demonstraram a existência de duas etapas de perda de massa, sendo estas atribuídas à decomposição majoritária da hemicelulose, celulose e lignina. O modelo de reações paralelas independentes (RPI) também foi utilizado para a estimativa dos parâmetros cinéticos em cada reação ocorrida. Com a utilização deste modelo foi possível observar que quanto maior a taxa de aquecimento, menor é a energia de ativação. Os resultados da energia de ativação das duas faixas de tamanho de partículas não demonstraram diferenças significativas, sendo que a energia de ativação obtida pelo método de RPI variou de 35,7 kJ/mol a 227,0 kJ/mol e para os modelos isoconversionais a energia de ativação variou de 127,9 kJ/mol a 159,7 kJ/mol. Outra análise realizada neste trabalho foi a pirólise analítica, na qual observou-se a presença de dois compostos predominantes nas condições de pirólise lenta e pirólise rápida (Benzofurano, 2,3- Dihidro e 2-Metoxi-4-Vinilfenol). O estudo exploratório desta Dissertação permitiu avaliar as potencialidades do bagaço do sorgo como biomassa nos processos de termoconversão. O sorgo, especialmente o sacarino, que atualmente está sendo estudado para complementar a cana-de-açúcar no seu período de entressafra, poderá não somente ser utilizado para a produção de álcool, mas também, como fonte de biomassa para outros processos de conversão térmica.
Abstract: Pyrolysis is currently the one of the most important technologies for transforming biomass into more useful products to society. Aiming to deepen the knowledge of the kinetics of pyrolysis, this study conducted an exploratory study of the decomposition of sorghum bagasse by thermogravimetry analysis (TG). The physicochemical characterization of sorghum bagasse was important to relate the composition of the major products of pyrolysis. The kinetics of decomposition was determined by dynamic tests, which were used the heating rates of 10, 20, 40 and 50 ° C / min. Three isoconversionals models according to Osawa, KAS and Starink were used to calculate the overall activation energy, adopting two size ranges of particles. The regressions obtained by these methods allowed to prove the change of reaction mechanism at high temperatures, confirming the release of heavier products. The results showed that the activation energy increases with particle size, leading to the conclusion that even with a small difference, there is an influence of particle size on heat transfer. The results of mass variation demonstrated the existence of two stages of mass loss, which are attributed to the majority decomposition of hemicellulose, cellulose and lignin. The model of independent parallel reactions (IPR) was also used to estimate the kinetic parameters for each of the reactions occurred. By using this model we observed that the higher the heating rate, the lower the activation energy. The results of the activation energy of the two tracks of particle size showed no significant differences, and the activation energy obtained by the method of IPR varied from 35.7 kJ / mol to 227.0 kJ / mol and for the isoconversionals models activation energy ranged from 127.9 kJ / mol to 159.7 kJ / mol. Another current analysis was the analytical pyrolysis, in which we observed the presence of two predominant compounds in pyrolysis conditions slow and fast pyrolysis (Benzofuran, 2,3-Dihydro and 2- Methoxy-4-Vinylfenol). The exploratory study of this dissertation allowed evaluating the potential of bagasse and biomass of sorghum in the processes of thermoconversion. Sorghum, especially the saccharine, which is currently being studied to complement the sugarcane in its off-season, may not only be used for ethanol production, but also as a source of biomass for other thermal conversion processes.
Keywords: Biomassa
Bagaço do sorgo
Análise termogravimétrica
Parâmetros cinéticos
Pirólise analítica
Pyrolysis
Biomass
Sorghum bagasse
Thermal analysis
Kinetic parameters
Analytical pyrolysis
Pirólise
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: MIRANDA, Mara Rúbia da Silva. Bagaço do sorgo: estimativa de parâmetros cinéticos e pirólise analítica. 2011. 105 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15157
Issue Date: 21-Mar-2011
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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