Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29935
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.creatorSilva, Amanda Carla Ribeiro da-
dc.date.accessioned2020-09-23T12:15:49Z-
dc.date.available2020-09-23T12:15:49Z-
dc.date.issued2020-03-27-
dc.identifier.citationSILVA, Amanda Carla Ribeiro da. Pirólise rápida catalítica de sabugo de milho: seletividade dos catalisadores HZSM-5 e Hβ para a produção de hidrocarbonetos aromáticos. 2020. 207 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.293.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29935-
dc.description.abstractThe gradual depletion of fossil fuels and the growing concern about global warming motivated the search for renewable energy sources and alternative technologies for their generation. Thermochemical conversion processes applied to biomass, such as pyrolysis, are a promising and attractive strategy for the use of agro-industrial wastes and the generation of higher value-added products. Thus, this work aimed to study the fast pyrolysis of corn cob, an high and little-used waste. For this purpose, the physicochemical characterization analyses were performed to evaluate the potential application of this biomass in the production of biooil. The volatile matter, ash and moisture contents, as well as the contents of cellulose and hemicelluloses, were similar to those of other biomasses already used in fast pyrolysis, and pointed out the corncob as a possible candidate for this process. The decomposition kinetics of this biomass was investigated with the thermogravimetric experimental data obtained at the heating rates of 5, 10, 15, 20 and 25 °C/min. The kinetic parameters were estimated by the global reaction models, which presented mean apparent activation energy values ranging from 148.80 to 166.23 kJ/mol, and by the independent parallel reactions model (IPR), which indicated the occurrence of three reactions with distinct kinetics corresponding to the degradation of its main components. In this case, the estimated activation energy values for each component were: cellulose (156.78-160.80 kJ/mol), hemicelluloses (98.49-101.74 kJ/mol) and lignin (50.25-57.29 kJ/mol). Analytical pyrolysis tests were carried out with the pure biomass at 450, 550 and 650°C and the products were predominantly oxygenated compounds, including acids, ketones, phenols, alcohols, and furans, and revealed the little influence of the temperature on their thermal conversion. The 3k factorial design was employed along with the response surface methodology (RSM) to investigate the effect of the reaction temperature (450, 550, and 650°C) and catalyst mass concentration (1, 3, and 5 mg of catalyst/mg of biomass) on the response variables, the hydrocarbons content and oxygenated content, in the corn cob analytical pyrolysis. Two acid zeolites were used, HZSM-5 and Hβ. For both catalysts, the highest levels of the reaction temperature and catalyst mass concentration increased hydrocarbons selectivity while being effective in the vapor deoxygenation process, resulting in higher hydrocarbons content and lower oxygenated content. The operation of the fast pyrolysis experimental unit composed of a bubbling fluidized bed reactor provided the yields of bio-oil (16.96%), char (22.43%) and noncondensable gases (60.61%). The corncob bio-oil was characterized as a complex mixture of organic compounds, with a high content of phenolic compounds that are used in the production of resins, adhesives, polymers and as precursors of the pharmaceutical industry.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSabugo de milhopt_BR
dc.subjectCorn cobpt_BR
dc.subjectResíduo agroindustrialpt_BR
dc.subjectAgro-industrial wastept_BR
dc.subjectPirólise analíticapt_BR
dc.subjectAnalytical pyrolysispt_BR
dc.subjectPirólise rápidapt_BR
dc.subjectFast pyrolysispt_BR
dc.subjectLeito fluidizado borbulhantept_BR
dc.subjectFluidized bed reactorpt_BR
dc.subjectPirólise catalíticapt_BR
dc.subjectCatalytic pyrolysispt_BR
dc.subjectZeólitaspt_BR
dc.subjectZeolitespt_BR
dc.titlePirólise rápida catalítica de sabugo de milho: seletividade dos catalisadores HZSM-5 e Hβ para a produção de hidrocarbonetos aromáticospt_BR
dc.title.alternativeCatalytic fast pyrolysis of corn cobs: selectivity of HZSM-5 and Hβ catalysts for aromatic hydrocarbons productionpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor1Ataíde, Carlos Henrique-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1181660568548980pt_BR
dc.contributor.referee1Magriotis, Zuy Maria-
dc.contributor.referee2Cardoso, Cássia Regina-
dc.contributor.referee3Carvalho, Wender Santana-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1210979627481573pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoO gradual esgotamento dos combustíveis fósseis e a crescente preocupação com o aquecimento global motivaram a busca por fontes de energia renováveis e tecnologias alternativas para a sua geração. Processos de conversão termoquímica de biomassas, como a pirólise, constituem uma estratégia promissora e atraente para o aproveitamento de resíduos agroindustriais e geração de produtos de alto valor agregado. Assim, o objetivo principal deste trabalho foi estudar a pirólise rápida de sabugo de milho, um resíduo abundante e pouco aproveitado. Para avaliar o potencial da aplicação desta biomassa na produção de bio-óleo, foram realizadas as análises de caracterização físico-química. Os teores de materiais voláteis, cinzas e umidade, além do conteúdo de celulose e hemiceluloses, foram similares aos de outras biomassas já utilizadas na pirólise rápida, e apontaram o sabugo de milho como um possível candidato a ser utilizado neste processo. A cinética de decomposição desta biomassa foi investigada a partir dos dados termogravimétricos obtidos experimentalmente nas taxas de aquecimento de 5, 10, 15, 20 e 25 °C/min. Para a estimativa dos parâmetros cinéticos foram empregados os modelos de reação global e de energia de ativação distribuída, que apresentaram valores médios de energia de ativação aparente variando entre 148,80 e 166,23 kJ/mol, e o modelo de reações paralelas e independentes (RPI), que indicou a ocorrência de três reações cinéticas distintas que correspondem à degradação dos seus principais componentes. Pelo modelo RPI, os valores de energia de ativação estimados para cada componente foram: celulose (156,78-160,80 kJ/mol), hemiceluloses (98,49-101,74 kJ/mol) e lignina (50,25-57,29 kJ/mol). Ensaios de pirólise analítica do sabugo de milho a 450, 550 e 650°C conduziram à formação predominante de compostos oxigenados, incluindo ácidos, cetonas, fenóis, álcoois e furanos, e revelaram a pouca influência da temperatura na sua conversão térmica. O planejamento fatorial 3k foi empregado em conjunto com a metodologia da superfície de resposta (RSM) para investigar o efeito da temperatura de reação (450, 550 e 650°C) e da concentração mássica de catalisador (1, 3 e 5 mg de catalisador/mg de biomassa) nas variáveis de resposta, teor de hidrocarbonetos e teor de compostos oxigenados, na pirólise analítica do sabugo de milho. Foram utilizadas duas zeólitas ácidas, HZSM-5 e Hβ. Para ambos catalisadores, os níveis mais altos da temperatura de reação e da concentração mássica de catalisador proporcionaram o aumento da seletividade para hidrocarbonetos ao mesmo tempo em que foram eficazes no processo de desoxigenação dos vapores, resultando no maior teor de hidrocarbonetos e menor teor de compostos oxigenados. A operação da unidade experimental de pirólise rápida em leito fluidizado borbulhante proporcionou os rendimentos de bio-óleo (16,96%), carvão (22,43%) e gases não condensáveis (60,61%). O bio-óleo de sabugo de milho foi caracterizado como uma mistura complexa de compostos orgânicos, rica em fenóis, que são usados na produção de resinas, adesivos, polímeros e na indústria farmacêutica.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.sizeorduration207pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.293pt_BR
dc.orcid.putcode80839841-
dc.crossref.doibatchida330bce0-907a-448e-a12f-ff38922d87e3-
dc.subject.autorizadoMilhopt_BR
dc.subject.autorizadoCatalisadorespt_BR
dc.subject.autorizadoHidrocarbonetospt_BR
dc.subject.autorizadoZeolitospt_BR
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
PiroliseRapidaCatalitica.pdfDissertação8.83 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.