Cinética de pirólise para resíduos de abacaxi (Ananas comosus), in natura e torrificados – fator de compensação e modelo de reação

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: SOUZA, Alvaro Eduardo Costa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Triângulo Mineiro; Instituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação - ICENE; Brasil; UFTM; Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Coroa de abacaxi.; Pirólise.; Efeito de compensação.; Cinética química.; Pineapple crown.; Pyrolysis.; Compensation effect.; Chemical kinetics.; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1742

Devido à grande disponibilidade e a redução de danos ambientais, a biomassa tem sido destacada como uma alternativa renovável de geração de energia. A torrefação é um processo térmico de pré-tratamento que pode ser utilizado para a valorização da biomassa como combustível, através da diminuição da umidade e aumento da densidade energética. A coroa do abacaxi é o principal resíduo do processamento do fruto e não possui aplicação industrial e destinação específica. O presente estudo objetivou a avaliação da pirólise lenta da coroa de abacaxi in natura e torrificada mediante a caracterização por análise imediata, composição química e interpretação dos perfis de perda de massa (TGA) e taxa de perda de massa (DTG) nas taxas de aquecimento de 2,5; 5 e 10 K min-1 em atmosfera inerte de nitrogênio. Os modelos isoconversionais (Ozawa-Flynn-Wall, Starink, Vyazovkin, modified Coats-Redfern e Friedman) e o efeito de compensação foram utilizados para estimar a tríplice cinética para a representação da decomposição térmica do material. A coroa de abacaxi in natura apresentou baixos teores de umidade e cinzas (8,15 ± 0,28 e 3,06 ± 0,17%, respectivamente) e valores de materiais voláteis (87,69 ± 0,45%), carbono fixo (9,25 ± 0,28%) e poder calorífico superior (19,04 ± 0,03 MJ kg-1) intermediários se comparados a outras biomassas. A holocelulose representa a maior fração da composição da coroa do abacaxi (66,28 ± 0,92%), em menor proporção encontra-se lignina total (14,12 ± 0,34 %) e extrativos (6,78 ± 0,26 %). O processo de torrefação decompôs majoritariamente as hemiceluloses e extrativos, fato verificado pela suavização das curvas DTG. Além disso, observou-se um aumento na energia de ativação da pirólise, que ocorre devido a degradação da parcela da composição menos estável termicamente. O tripleto cinético estimado para a pirólise lenta da coroa de abacaxi in natura foi composto por energia de ativação média de 154,56 kJ mol-1, fator pré-exponencial global de 1,75×1012 s-1 e função de conversão global N3 (()=(1−)3); já para a biomassa torrificada, o tripleto obtido foi energia de ativação média de 176,33 kJ mol-1, fator pré-exponencial global de 1,34×1013 s-1 e função de conversão global N2 (()=(1−)2). Os resultados obtidos mostram que a metodologia proposta foi eficaz para a determinação do tripleto cinético e representação da decomposição do material heterogêneo analisado, com desvios médios percentuais baixos em relação aos dados experimentais.