Produção, caracterização e avaliação em meio aquoso de biocarvão de resíduos lignocelulósicos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Silva, Francisco Raimundo da [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Biocarvão; Biomassa; Pirólise; Adsorção; Sustentabilidade; Biochar; Biomass; Pyrolysis; Adsorption; Sustainability
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/251058

A temperatura ideal de torrefação de um material para obtenção de biocarvões é determinada por meio de torra em faixas pré-estabelecidas, seguida de análises físico-químicas e ensaios de adsorção para eleção das temperaturas. Neste estudo, otimizou-se o tempo de desenvolvimento, em que amostras de casca de amendoim (BMA) coletadas e analisadas por termogravimetria (TG), razão de aquecimento de 10 ◦C min−1, temperaturas finais de 180 ◦C à 300 ◦ C e retenção de 30 min em fluxo de nitrogênio a 100 mL min−1 . Através da sua decomposição, rendimento de sólidos e aspecto, selecionaram-se as temperaturas de 260 ◦ C, 280 ◦ C e 300 ◦ C. Com essas temperaturas, produziu-se os biocarvões BMA260, BMA280 e BMA300, que avaliados por meio do teste de estabilidade em meio aquoso, a temperatura de 280 ◦C foi sele- cionada como otimizada. BMA280 foi separado em duas frações de 1 mm e 2 mm de granulometria, denominadas de CA1MM e CA2MM e mesma condição de produção aplicada à biomassa de poda urbana (BM), obtendo-se CP1MM e CP2MM. Esses biocarvões foram comparados ao carvão antracitoso, CANT, e caracterizados via análise elementar (CNHS), análise imediata (AI), densidade aparente (DA), infravermelho (FTIR), pH, demanda química de oxigênio (DQO) e vazão em coluna (VZC). Devido à baixa VZC, CA1MM e CP1MM foram excluídos dos ensaios seguintes. CA2MM, CP2MM e CANT foram avaliados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de Dispersão de Energia (EDS), ponto de carga zero (PCZ), ajuste às modelagens cinéticas de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem, às isotermas de equilíbrio de Langmuir, Freundlich e Redlich-Peterson, através de ensaios de adsorção com azul de metileno e índice de iodo (IIO). CA2MM apresentou pH (7,34), PCZ (4,63), DA (0,13 g cm3 ), VZC (22,37 L h−1 ), DQO (efluente) (18 mg L−1 ), IIO de 187,60 mg g−1 , capacidade de adsorção máxima de azul de metileno (Qe )(8,17 mg g−1). CP2MM apresentou pH (6,98), PCZ (6,39), DA (0,17 g cm3 ), VZC 13,88 L h−1, DQO (efluente) (11 mg L−1 ), IIO (247,59 mg g−1), Qe (10,6 mg g−1 ). CANT apresentou PCZ (4,60), IIO (202,61), Qe (11,3 mg g−1 ). CA2MM, CP2MM e CANT apresentaram fisissorção segundo a isoterma de Freundlich, alta intensidade de adsorção segundo isoterma de Redlich-Peterson e adsorção na monocamada segundo isoterma de Langmuir, o que os classifica como reutilizáveis. O resultado de PCZ indicou que estes biocarvões possuem superfície predominantemente ácida em meio aquoso. Teores aproximados de C (60%), O (30%) e H (10%) por CHNS indicaram presença de grupos carregados negativamente como carbonilas, carboxilas e amidas, também evidenciados por FTIR. Os biocarvões CA2MM e CP2MM podem ser utilizados como adsorventes em processos de polimento no tratamento de água potável ou residual e para o reaproveitamento de resíduos.