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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/43250
Tipo: Dissertação
Título: Obtenção de bio-óleo rico em levoglucosana a partir da pirólise rápida de diferentes biomassas
Autor(es): Matos, Janaina Santos
Primeiro Orientador: Campos, Leila Maria Aguilera
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Silva, Maria Luiza Andrade da
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Cunha, Flávia Silva
metadata.dc.contributor.referee1: Campos, Leila Maria Aguilera
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Maria Luiza Andrade da
metadata.dc.contributor.referee3: Cunha, Flavia Silva
metadata.dc.contributor.referee4: Vidal, Rosângela Regia Lima
metadata.dc.contributor.referee5: Santos, Luciene da Silva
Resumo: A severidade dos danos causados ao meio ambiente pelo uso indiscriminado de fontes fósseis exige do ser humano um novo olhar sobre o futuro da matriz energética mundial. Nesse cenário, biomassas lignocelulósicas residuais são um recurso barato, renovável e amplamente disponível. A conversão de biomassas em bio-óleo figura-se como uma alternativa à petroquímica, com grande potencial para a produção de químicos de alto valor agregado, tais como a levoglucosana, um importante químico de plataforma. Neste trabalho foi estudada a pirólise de três diferentes biomassas, a palha de cana-de-açúcar (PC), palhas de bananeira (PB) e resíduo cervejeiro (MT), com o intuito de produzir bio-óleo rico em levoglucosana. As biomassas foram caracterizadas por diferentes técnicas, incluindo caracterização química, Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Análise termogravimétrica (TGA). Elas foram submetidas a micropirólise e a pirólise rápida em reator de bancada. Os resultados de caracterização química os diferentes teores de lignina, celulose e hemicelulose para as biomassas analisadas. Foram identificadas nas curvas de TGA as três principais zonas de decomposição das biomassas: secagem, zona de pirólise ativa e formação de carvão. A partir da micropirólise, foram identificados compostos orgânicos variados tais como álcoois, aldeídos e açúcares anidro com área relativa acima de 15%, dentre os quais estava a levoglucosana. Foi observado também produção expressiva de açúcares anidro pela biomassa MT, sendo por esta razão selecionada para o pré-tratamento ácido, com intuito de maximizar o rendimento dessa classe de composto. Assim, amostra MT foi pré-tratada com HCl 1 mol/L e o bio-óleo obtido foi analisado por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e FTIR. Os espectros de FTIR para as amostras de bio-óleo de MT in natura mostraram estiramentos referentes aos grupos hidroxila (-OH) característicos de fenóis, ácidos carboxílicos e álcoois, como também alongamentos C-O e C-H metilas alifáticas e fenólicas, comuns à produtos de decomposição da lignina. Os espectros de RMN mostraram picos em 80 ppm, indicando a presença de açúcares anidro tanto em amostras de bio-óleo de biomassa in natura, quanto para o derivado de biomassa pré-tratada, sugerindo que o pré-tratamento foi capaz de potencializar a liberação dessa classe de compostos, contribuindo para a valorização do resíduo selecionado.
Abstract: The severity of the damage caused to the environment by the inclusive use of physical sources requires that human beings take a new look at the future of the world energy matrix. In this scenario, residual lignocellulosic biomasses are a cheap, renewable and widely available resource. The conversion of biomasses into bio-oil appears as an alternative to petrochemicals, with great potential for the production of high value-added chemicals, such as levoglucosan, an important platform chemical product. In this work, the pyrolysis of three different biomasses, sugarcane straw (SC), banana straw (PB) and brewer's exclusion (MT), was studied in order to produce bio-oil rich in levoglucosan. The biomasses were identified by different techniques, including chemical characterization, X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Thermogravimetric Analysis (TGA). They were subjected to micropyrolysis and fast pyrolysis in a bench reactor. The results of chemical characterization of different contents of lignin, cellulose and hemicellulose for the tested biomasses. The three main zones of destruction of the biomasses were identified in the TGA curves: drying, active pyrolysis zone and charcoal formation. From the micropyrolysis, various organic compounds such as alcohol, aldehydes and anhydrous sugars with relative area above 15% were specific, among which was levoglucosan. The expressive production of anhydrous sugars by the MT biomass was also observed, being for this reason selected for acid pretreatment, in order to maximize the yield of this class of compound. Thus, the MT sample was pretreated with HCl 1 mol/L and the bio-oil obtained was analyzed by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and FTIR. The FTIR spectra for the in natura MT bio-oil samples presented estimates of the hydroxyl groups (-OH) characteristic of phenols, carboxylic acids and alcohols, as well as C-O and C-H elongations of aliphatic and phenolic methyls, common in lignin destruction products. The NMR spectra showed peaks at 80 ppm, indicating the presence of anhydrous sugars in both the in natura biomass bio-oil samples and the pre-treated biomass derivative, demonstrating that the pre-treatment was able to enhance the release of this class of compounds, contributing to the valorization of the selected residue.
Palavras-chave: Biomassa
Biorrefinaria
Agro resíduos
Pirólise
Levoglucosana
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES DE SEPARACAO E MISTURA
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) 
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/43250
Data do documento: 17-Mar-2025
Aparece nas coleções:Dissertação (PPEQ)

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