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CONVERSÃO TÉRMICA DE CASCA DE ARROZ À BAIXA TEMPERATURA: PRODUÇÃO DE BIOÓLEO E RESÍDUO SÍLICO-CARBONOSO ADSORVENTE

by Diniz, Juraci

Abstract (Summary)
O aproveitamento da casca de arroz por meio da conversão térmica à baixa temperatura, agregando-lhe valor econômico através de seus produtos de pirólise, pode representar uma solução para o atual problema ambiental de descarte deste resíduo agrícola. Casca de arroz seca, triturada e classificada granulometricamente foi submetida à pirólise sob temperatura máxima de 440 oC, em reator em batelada, de leito fixo e em escala de bancada. A conversão térmica foi feita em atmosfera inerte (N2), que também serviu como gás de arraste e determinante do tempo de permanência dos gases dentro do sistema. Os produtos, após resfriamento na saída do reator, foram coletados e separados em frações para avaliar rendimentos, relacionando-os com os parâmetros previamente estabelecidos. Obtiveram-se produtos gasosos (gases de médio poder calorífico), líquidos (aquoso e bioóleo) e sólidos (resíduo silico-carbonoso e sílica). Os produtos líquidos e sólidos foram submetidos a vários testes de caracterização. O bioóleo foi analisado pelas técnicas de ressonância magnética nuclear (NMR) de 1H e 13C; cromatografia gasosa capilar acoplada a espectrometria de massa (GC-MS); espectrofotometria de infravermelho (IR) e ultravioleta (UV); espectrofotometria de fluorescência (FS) e ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Foi realizada análise elementar e determinado o poder calorífico superior (HHV) do bioóleo. Amostras de bioóleo e de fração aquosa foram submetidas, também, a testes de biodegradabilidade e toxicidade, com auxílio de cobaias (lagartas e ratos).O resíduo silico-carbonoso foi submetido a testes de adsorção (ácido acético, corantes têxteis e carboidratos) e de caracterização (número de iodo, de azul de metileno e de fenazona); medida de área (teste BET de Brunauer, Emmet e Teller; teste Blaine); espectrofotometria de infravermelho (IR); difração de raios?X (XRD); microscopia eletrônica por varredura (SEM); espectroscopia de alta resolução por ressonância magnética nuclear no estado sólido de 13C e de 29Si (HR/SSNMR) e poder calorífico superior (HHV). A sílica, resultante da calcinação do resíduo sílico-carbonoso foi submetida a testes de adsorção (corantes têxteis e carboidratos) e de caracterização (número de azul de metileno); difração de raios?X (XRD); microscopia eletrônica por varredura (SEM); espectroscopia de alta resolução por ressonância magnética nuclear no estado sólido de 29Si (HR/SSNMR) e teste Blaine. No estudo da pirólise observou-se que, ao aumentar-se a temperatura do processo, o rendimento em formação de gases também aumenta. A formação de fração aquosa aumenta até temperaturas de processo da ordem de 440 oC; acima desta temperatura, há redução do rendimento em fração aquosa, por outro lado, o rendimento de bioóleo cresce até temperaturas de processo de cerca de 420 oC; temperaturas mais elevadas reduzem a produção de bioóleo. O rendimento em resíduo silico-carbonoso diminui continuamente à medida que a temperatura do processo aumenta. O resíduo silico-carbonoso e a sílica nele contida, mesmo sem tratamento de ativação, possuem propriedades adsorventes. Verificou-se que, na fração líquida oleosa, predominam compostos oxigenados, principalmente fenóis, destacando-se a presença de funções mistas tais como éteres, ésteres, cetonas, aldeídos, álcoois, entre outros. A presença de tais compostos em sua constituição torna possível a utilização de bioóleo na produção de resinas, em substituição ao fenol petroquímico, como substituto de óleo combustível e como aditivo para o óleo diesel. O elevado número de compostos presentes no bioóleo dificulta a completa identificação e determinação das espécies químicas que o compõem.O bioóleo obtido (destilado ou não destilado) apresentou baixo teor de umidade. Testes analíticos mostraram que a destilação da fração líquida altera a composição do bioóleo. O aquecimento necessário para a destilação gera radicais livres, reduz o teor de carbono e de hidrogênio e, conseqüentemente eleva o teor de oxigênio. O bioóleo, separado por destilação, apresentou-se altamente viscoso e reativo, polimerizando facilmente em contato com o ar atmosférico.
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Bibliographical Information:

Advisor:Ayrton Figueiredo Martins; José Luiz Piazza; José Neri Gottfried Paniz; Valderi Luiz Dressler; Sergio Roberto Mortari

School:Universidade Federal de Santa Maria

School Location:Brazil

Source Type:Master's Thesis

Keywords:casca de arroz

ISBN:

Date of Publication:07/29/2005

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