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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Decomposição térmica da casca de soja pura e misturada com NaCl, MgCl2 e ZnCl2
metadata.dc.creator: Santana Júnior, José Alair
metadata.dc.contributor.advisor1: Ataide, Carlos Henrique
metadata.dc.contributor.referee1: Duarte, Claudio Roberto
metadata.dc.contributor.referee2: Malagoni, Ricardo Amâncio
metadata.dc.contributor.referee3: Cardoso, Cássia Regina
metadata.dc.description.resumo: Há um crescente interesse em fontes de energia renováveis e sustentáveis. A biomassa apresenta-se como uma importante fonte alternativa de energia, possuindo varias vantagens. Grandes quantidades de resíduos de biomassa são gerados mundialmente, entre eles está a casca de soja. A pirólise constitui uma atraente alternativa para aproveitamento destes resíduos com geração de produtos de apreciável valor econômico. A análise termogravimétrica (TGA) é uma técnica analítica bastante utilizada para observar a decomposição térmica e a cinética do processo de pirólise de materiais. Os principais objetivos deste trabalho foram determinar as propriedades físicas e químicas da casca de soja e realizar um estudo sobre a cinética da pirólise para a casca de soja pura e com adição de sais inorgânicos. As análises termogravimétricas foram realizadas em diferentes taxas de aquecimento (5, 10, 15, 20 e 25 °C/min) em atmosfera inerte de nitrogênio, para a casca de soja, para os principais componentes presentes na biomassa (celulose, hemicelulose e lignina) e para a casca de soja com adição de alguns sais (NaCl, ZnCl2 e MgCl2) nas concentrações de 10, 20 e 30%. As curvas de perda de massa (TG) e derivada da curva de perda de massa (DTG) para os monocomponentes puros mostram que a degradação da celulose ocorre em um intervalo de temperatura entre 240°C e 370°C, para a hemicelulose ocorre entre 170 e 350°C e para a lignina ocorre entre 250 e 900°C, aproximadamente. As curvas TG e DTG para a casca de soja com adição de sais mostraram que houve uma redução da temperatura de degradação para as amostras com adição de 20 e 30% de ZnCl2 e todas as amostras com adição de MgCl2. Para as amostras com adição de NaCl houve um aumento da temperatura de degradação. A cinética de decomposição térmica das amostras foi representada por modelos isoconversionais (modelo de Flynn-Wall-Ozawa FWO e modelo de Friedman) e pelo modelo de reações paralelas independentes. A energia de ativação aparente para a casca de soja variou de 110 178 kJ/mol para o modelo de FWO e de 131 212 kJ/mol para o modelo de Friedman. Para a casca de soja com adição de sais, foi observado que apenas as amostras com adição de 20 e 30% de MgCl2 apresentaram uma redução da energia de ativação. Entre os resultados dos parâmetros cinéticos determinados pelo modelo de reações paralelas e independentes, a celulose apresentou a maior energia de ativação (201,1 204,0 kJ/mol), seguida pela hemicelulose (109,5 112,5 kJ/mol) e a lignina (57,3 61,3 kJ/mol).
Abstract: There is a growing interest in renewable and sustainable energy sources. Biomass is an important alternative source of energy, with several advantages. Huge amounts of biomass waste are generated worldwide, among them is the soybean hulls. Pyrolysis is an attractive alternative to use of this waste generating appreciable economic value products. Thermogravimetric analysis (TGA) is a widely used analytical technique to observe the thermal decomposition and kinetics of pyrolysis of materials. The main objectives of this work were to determine the physical and chemical properties of soybean hulls and conduct a study on the kinetics of pyrolysis for pure soybean hulls and with the addition of inorganic salts. Thermogravimetric analysis was performed at different heating rates (5, 10, 15, 20 and 25 °C/min) under an inert atmosphere of nitrogen for soybean hulls, to the main components present in biomass (cellulose, hemicellulose and lignin ) and for soybean hulls with addition of some salts (NaCl, ZnCl2 and MgCl2) at concentrations of 10, 20 and 30%. The curves of weight loss (TG) and derived of the weight loss curve (DTG) for the main components present in biomass indicate that cellulose degradation occurs in a temperature range between 240 ° C and 370°C, for hemicellulose occurs between 170 and 350 ° C and for lignin occurs between 250 and 900° C, approximately. TG and DTG curves for soybean hulls with addition salts showed that there was a reduction of the degradation temperature for the samples with added 20 and 30% of ZnCl2 and all samples with addition of MgCl2. For samples with addition of NaCl there was a increased of the degradation temperature The kinetics of decomposition of samples was represented by isoconversional models (model of Flynn-Wall- Ozawa - FWO and the Friedman model) and for independent parallel reaction models. The activation energy for soybean hulls ranged from 110 178 kJ/mol for the FWO model and from 131 212 kJ / mol for the Friedman model. For the soybean hulls with addition of salt, it was observed that only the samples with added 20 and 30% of MgCl2 presented a reduction of the activation energy. Among the results of the kinetic parameters determined by the independent parallel reaction models, cellulose presented the highest activation energy (201.1 204.0 kJ/mol), followed by the hemicellulose (109.5 112.5 kJ/mol) and lignin (57.3 61.3 kJ/mol).
Keywords: Pirólise
Biomassa
Casca de soja
Análise termogravimétrica
Cinética
Pyrolysis
Biomass
Soybean hulls
Thermogravimetric analysis
kinetics
Análise térmica
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: SANTANA JÚNIOR, José Alair. Decomposição térmica da casca de soja pura e misturada com NaCl, MgCl2 e ZnCl2. 2013. 199 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15220
Issue Date: 29-Nov-2013
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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