OBTENÇÃO DE BIOPRODUTOS A PARTIR DE PROCESSO TERMOQUIMICO DE RESÍDUO DE BABAÇU

Resumo

O babaçu possui uma das cadeias do extrativismo vegetal mais representativa do Brasil. Neste trabalho, foi realizada a caracterização físico-química e aplicação do processo de pirólise ao resíduo de epicarpo e mesocarpo de babaçu, utilizando temperatura de processo de 550ºC, taxa de aquecimento de 10ºC/min e tempo de retenção de 120 minutos, para cálculo de rendimento das frações. Os resultados obtidos na caracterização do epicarpo e mesocarpo foram respectivamente: 3,44% e 5,07% de umidade, 94,46% e 85,47% de voláteis, 1,13% e 1,55% de cinzas, 0,97% e 7,90% de carbono fixo. O processo de pirólise do epicarpo e mesocarpo apresentou rendimento respectivamente de: 33,90% e 34,13% de fração orgânica, 28,96% e 25,78% de fração sólida, 37,13% e 40,09% de fração gasosa.

Palavras chaves

BABAÇU; PIRÓLISE; RENDIMENTO

Introdução

O babaçu (Orbygnia phalerata Mart.) é uma das palmeiras brasileiras com maior relevância para a economia nacional, especialmente para os estados do Maranhão, Piauí e Tocantins (ALBEIRO et al., 2011). Seu extrativismo é pautado na extração do óleo das amêndoas dos seus frutos, porém, nesse processo, é desprezado até 93% do fruto, correspondendo ao epicarpo (13%), mesocarpo (20%) e endocarpo (60%) (SOLER et al., 2007; QUEIROGA et al., 2015). Estes resíduos podem ser efetivamente transformados em outros produtos, nos processos integrados envolvendo a conversão biomassa- combustíveis, em energia e produtos químicos (FOSTER-CARNEIRO et al., 2013). A produção de energia a partir de biomassa pode ser dividida em duas categorias principais: processos termoquímicos e vias de conversão biológica. Existem diversas rotas termoquímicas para produção de energia, dentre elas a pirólise (BALAT et al., 2009). Segundo Vieira, (2004) citado por Teixeira et al.,(2014) a pirólise pode ser definida como um processo de degradação térmica de qualquer material orgânico, na ausência de um agente oxidante. Durante a pirólise são gerados produtos líquidos (bio-óleo e fração aquosa), gasosos e sólidos, que são produzidos em diferentes proporções a partir do rompimento das ligações, levando à obtenção de produtos com capacidade energética e propriedades melhores do que aquelas da biomassa inicial (VIEIRA, 2004). Neste trabalho foi realizado analise gravimétrica de teor de umidade, voláteis, cinzas e carbono fixo de epicarpo e mesocarpo de babaçu, a fim de conhecer as características físico-químicas desse resíduo, e foi aplicado o processo de pirólise com os mesmos parâmetros, para obter o rendimento das frações.

Material e métodos

As amostras de babaçu utilizado neste trabalho foram coletadas no distrito de Taquaruçu, em Palmas-TO. Os frutos do babaçu foram coletados de forma manual e levados ao Laboratório de Ensaio e Desenvolvimento em Biomassa e Biocombustíveis (LEDBIO), localizado na Universidade Federal do Tocantins, Palmas-TO. Os resíduos dos frutos foram secos em estufa a 110 ºC até atingirem peso constante. Para determinação do teor de umidade (ASTM-D 3173- 85), as amostras foram trituradas em moinho de facas marca: Marcone, modelo MA130/1 e passados por peneiras com abertura de 0,59 mm, segundo metodologia proposta (ABNT 30/Tyler 28). Os experimentos de pirólise foram realizados em triplicata, usando 30g de biomassa para cada um dos resíduos epicarpo e mesocarpo. A amostra é colocada em barquinha de alumínio e inserida no tubo reator de leito fixo, aquecido por um forno horizontal, modelo FTHI-40, todos os experimentos foram realizados no Laboratório de Ensaio e Desenvolvimento de Biocombustíveis na Universidade Federal do Tocantins (LEDBIO-UFT). O reator opera em um ambiente inerte promovido pelo fluxo de nitrogênio (grau pureza 99%), o forno apresenta uma temperatura programável. A pirólise foi processada com parâmetros de: Temperatura de 550ºC, Taxa de aquecimento de 10ºC.min-1 e Tempo de 120 minutos.

Resultado e discussão

A caracterização físico-química é de grande importância em processos térmicos. A Tabela 1 apresenta os valores médios para as amostras de mesocarpo e epicarpo de babaçu.O baixo teor de umidade encontrado nas amostras de mesocarpo e epicarpo de babaçu em estudo é uma característica desejável em processos de conversão termoquímica de biomassa. Protásio et al,. 2013 encontrou teor de voláteis variando de 68,3% para casca de arroz e 78,41% para amostras de babaçu. Geralmente, os conteúdos de voláteis em combustíveis de biomassa variam de aproximadamente 70% a 87% (GARCÍA et al., 2013), que está próximo ao resultado encontrado para mesocarpo de babaçu (85,47%).O carbono fixo indica a fração de matéria orgânica não volátil, mas pode conter oxigênio e hidrogênio (PARIKH et al.,2007). Assim, quanto maior o teor de carbono fixo, mais lenta e mais resistente termicamente será a biomassa (PROTÁSIO et al.,2013). Sendo assim baixos valores são desejáveis (7,90% e 0,97%). Quanto ao teor de cinzas, altos níveis não são desejáveis para o uso direto da biomassa na geração de energia, porque diminui a inflamabilidade do combustível e a transferência de calor, além de aumentar a corrosão e causar perdas de energia pelo aquecimento de óxidos minerais (TAN E LAGERKVIST,2011; BUSTAMANTE-GARCÍA, et al.,2013). O rendimento das frações obtidas no processo de pirólise termoquímica da amostra de babaçu é apresentado na tabela 2. Vieira et al.,2013 encontrou rendimentos de Fração orgânica 12,32%, sólida 33,13% e gasosa 54,56% para amostras de resíduo de babaçu. Em relação a outras biomassas, Silveira(2012) ao aplicar o processo de pirólise à biomassa de pequi nas mesmas condições de processo, obteve valores de 35,16%, 23,34%, 23,42% e 18,08 respectivamente para as frações orgânica, sólida, gasosa.

Tabela 1

Teores médios em porcentagem das análises imediatas de babaçu

Tabela 2

Rendimentos dos produtos da pirólise termoquímica de babaçu

Conclusões

Os estudos de caracterização físico-química do mesocarpo e epicarpo de babaçu mostraram que os teores de umidade, voláteis, cinzas e carbono fixo, estão dentro dos parâmetros desejáveis na biomassa para aplicação em processo de pirólise. No processo de pirólise foram obtidas três frações:fração orgânica, sólida e gasosa. As médias de rendimento entre as amostras de mesocarpo e epicarpo foram bem próximas. A partir dos valores encontrados nas frações obtidas na pirólise, conclui-se que há potencial para caracterização da biomassa com possibilidade de aplicação na indústria química e energética.

Agradecimentos

Laboratório de Ensaio e Desenvolvimento em Biomassa e Biocombustíveis –LEDBIO, Fundação Universidade Federal do Tocantins- UFT

Referências

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