Banca de DEFESA: LORAINE ISABEL DÁVILA CARO

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : LORAINE ISABEL DÁVILA CARO
DATA : 17/03/2025
HORA: 14:00
LOCAL: meet.google.com/psp-iuvb-afe
TÍTULO:

Estudo computacional e análise ambiental do processo de pirólise de resíduos de mandioca para a obtenção de produtos com alto valor agregado

PALAVRAS-CHAVES:

Pirólise, resíduos de mandioca, bioóleo, TG-DTG, ACV

PÁGINAS: 125
RESUMO:

Na busca por alternativas aos combustíveis fósseis para atender à demanda atual de energia, a biomassa tem demonstrado seu potencial devido à sua disponibilidade e às diversas fontes das quais pode ser obtida. Os resíduos da indústria de processamento de mandioca, considerada uma das culturas mais colhidas no mundo, que gera quantidades consideráveis de resíduos, é uma das opções que têm sido exploradas.  A pirólise é uma tecnologia que pode ser usada para aplicações energéticas e, ao mesmo tempo, reduzir o impacto ambiental, evitando o descarte inadequado de resíduos.

Neste trabalho, os resíduos de mandioca são caracterizados de acordo com o valor calorífico, a análise imediata e a análise elementar. Também foram realizados testes termogavimétricos para avaliar a cinética do processo. O material foi analisado em diferentes taxas de aquecimento (50, 75 e 100 K/min) sob atmosfera inerte de ~25 °C a 900 °C. Os resultados da caracterização inicial mostraram que o baixo teor de cinzas (1,8%) e o valor calorífico obtido (15,2 MJ/kg) fazem desse resíduo um candidato potencial para aplicações energéticas em comparação com outras biomassas.

Um padrão semelhante foi observado na análise cinética em relação aos métodos estudados e se constatou que a energia de ativação aumenta com o aumento da conversão, que pode estar relacionado à natureza exotérmica da reação de decomposição, que normalmente é afetada por competição de macromoléculas e associações. Os valores máximos de energia de ativação para o método Friedman foi 124,5122 kJ/mol, para FWO 190,9809 kJ /mol, para KAS 118,1212076 kJ /mol e Kissinger 38,519057 kJ /mol.

Durante a análise termogavimétrica (TGA), os compostos liberados foram analisados usando o equipamento FTIR e foram detectados grupos de CO₂, metano (CH₄), hidroxila (-OH), metoxila (-OCH) e carboxila (-COOH) atribuídas a álcoois, éteres e ácidos carboxílicos, respectivamente, como resultado da degradação de celulose, hemicelulose e lignina.

É essencial garantir condições favoráveis para o uso da biomassa em processos termoquímicos, a fim de aumentar a eficiência da operação. Portanto, foram realizados experimentos de secagem (pré-tratamento) de resíduos de mandioca e estudados os efeitos das condições operacionais, como velocidade do ar, temperatura do ar e espessura do material. Os efeitos das condições operacionais, como a velocidade do ar, a temperatura do ar e a espessura do material, foram estudados. Foi determinado que, sob condições de temperatura de 50, 60 e 70°C com uma velocidade de ar constante de 1,8 m/s, o tempo de secagem foi de 90 minutos para atingir os 5% de umidade necessários para obter bio-óleo com baixo teor de água. Ao avaliar o processo sob diferentes condições operacionais (espessura, velocidade do ar e temperatura), concluiu-se que a velocidade do ar é o parâmetro mais influente, seguido pela temperatura. Entretanto, uma combinação adequada desses fatores aumenta a eficiência, o que se traduz em tempos de secagem mais curtos e, consequentemente, em custos reduzidos.

No processo simulado de pirólise do resíduo de mandioca, as condições operacionais ideais foram de 475°C de temperatura e tempos de residência de 1,5 segundos para maximizar o rendimento do bio-óleo (51,26%).

Os produtos obtidos incluem bio-óleo, gás e char, com composições químicas valiosas. O bio-óleo contém compostos como levoglucosan (20,6%), ácidos orgânicos e furfuranos, adequados para aplicações químicas e de energia. O gás é composto principalmente de CO e CO2, enquanto o char, rico em carbono (>50%), tem aplicações potenciais na remediação do solo e no sequestro de carbono.

A avaliação ambiental, por meio da análise do ciclo de vida (ACV), mostrou que a integração energética do processo reduz significativamente o impacto ambiental, diminuindo o potencial de aquecimento global de 96,14 para 72,34 kg CO2eq. Além disso, foi obtida uma melhoria substancial na eficiência energética, reduzindo a demanda líquida de 769,15 kWh para 43,35 kWh.

MEMBROS DA BANCA:
Externa à Instituição - DANIELA ZALAZAR GARCIA - UNSJ
Presidente - 1380752 - DIEGO MAURICIO YEPES MAYA
Externo à Instituição - ERIC ALBERTO OCAMPO BATLLE - EPE
Interno - 2147146 - HUGO PERAZZINI
Externo à Instituição - LUIS E. ARTEAGA-PÉREZ - UBB
Interno - 1322874 - OSVALDO JOSE VENTURINI