Biocarvão gerado através da pirólise lenta do quiabo (abelmoschus esculentus (l.) Moench): caracterização e desempenho catalítico na redução do cristal de violeta

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Barbosa, Igor Antunes Silva
• Orientador(a): Virgens, Cesário Francisco das
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado da Bahia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Química Aplicada
• Link de acesso: https://saberaberto.uneb.br/handle/20.500.11896/5483
• topic: Abelmoschus esculentus (L.) Moench; pirólise lenta; Fraser – Suzuki; estudo cinético; descoloração de corantes

O termo biomassa pode ser definido como toda matéria orgânica que é gerada através de um processo biológico (induzido ou espontâneo), além de ser o único recurso carbonáceo renovável com potencial para produzir energia na forma de calor, eletricidade, combustíveis, produtos químicos, dentre outras aplicações. Nesse contexto, empregando a pirolise lenta, os resíduos provenientes do quiabo (Abelmoschus esculentus (L.) Moench), alimento bastante utilizado na culinária baiana em pratos como caruru e quiabada foi empregado visando o reaproveitamento dos resíduos gerados por este fruto que só é utilizado antes da maturação, pois quando maduro fica excessivamente fibroso e inadequado para alimentação. Técnicas convencionais do estado sólido como: Análise Termogravimétrica e a sua Derivada (TG/DTG), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR-KBr), Difração de Raios-X (DRX) e Teor de Cinzas foram usadas com vistas ao estudo da geração desse carvão, onde as variáveis: temperatura, tempo e granulometria foram otimizadas. Os biocarvões gerados a 400 e 700°C, granulometria de 30 mesh e no tempo de pirólise de 1 hora, obtiveram rendimento de 48 e 37%, respectivamente, e foram caracterizados por FTIR, TG/DTG e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), revelando que há uma influência da temperatura de pirólise na estrutura do carvão gerado, bem como do comportamento dos biocomponentes majoritários presentes (hemicelulose, celulose, lignina e pectina). O carvão selecionado com o melhor rendimento foi submetido a um tratamento químico com solução de cloreto de zinco 20% (m/v) e calcinado a 600°C numa taxa de aquecimento (de 10°C min-1 visando investigar a influência do tratamento antes e pós calcinação na estrutura do carvão. Como forma de elucidar o processo da formação do carvão em relação aos biocomponentes majoritários presentes foi realizado o TG/DTG em quatro taxas de aquecimento 5/10/15/20°C min-1 onde os resultados de DTG foram deconvoluídos utilizando a função de Fraser- Suzuki. O estudo cinético de decomposição dos principais componentes foi realizado empregando o método isoconversional de Friedman, obtendo os seguintes resultados: 37,38 (pectina); 87,75 (hemicelulose); 109,45 (celulose); e 86,66 kJ mol-1 (lignina) revelando que dentre os biocompomentes a celulose apresenta maior energia de ativação. Na busca de uma aplicação desse carvão gerado foi avaliado o seu desempenho enquanto catalisador na reação de descoloração do corante cristal de violeta pelo agente redutor NaBH4 variando-se o tempo de contato durante a impregnação e a proporção massa:massa de (biocarvão):(ZnCl2). Os resultados obtidos indicaram que a amostra impregnada com maior teor de cloreto de zinco e com maior tempo de contato, foram as mais eficientes no processo catalítico.