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Tipo do documento: Dissertação
Title: Estudo cinético da pirólise das macrófitas: Pistia stratiotes e Eichhornia crassipes
Other Titles: Kinetic of pyrolysis study of macrophytes: Pistia stratiotes and Eichhornia crassipes
Autor: Manozzo, Viviane 
Primeiro orientador: Silva, Edson Antonio da
Primeiro coorientador: Alves, Helton José
Primeiro membro da banca: Bariccatti, Reinaldo Aparecido
Segundo membro da banca: Baumgartner, Tatiana Rodrigues da Siva
Resumo: O mundo todo vive uma crise energética, no entanto um grande potencial é desperdiçado, pois é preciso que se desenvolvam tecnologias para o aproveitamento de biomassas como matéria prima capaz de produzir energia. Os resíduos urbanos, restos de madeira, resíduos de culturas agrícolas, plantas e algas, resíduos de criadouros de animais, de processamento de alimentos e de resíduos orgânicos se apresentam como as principais fontes de produção e biomassa e impulsionam as pesquisas no setor energético em busca de respostas para as crises enfrentadas. Assim, o objetivo deste estudo foi obter dados experimentais de decomposição térmica das biomassas Pistia stratiotes e Eichhornia crassipes visando determinar os parâmetros cinéticos por meio do processo de pirólise. Desta forma, estudo laboratoriais foram desenvolvidos visando determinar as propriedades químicas e físicas: granulometria, umidade, material volátil, cinzas, celulose, lignina e poder calorífico superior (PCS), obter as curvas de decomposição térmica através de análises termogravimétricas para as biomassas em estudo; e determinar os parâmetros cinéticos durante a pirólise de decomposição das biomassas utilizando métodos não isotérmicos diferenciais. A termogravimetria foi realizada em atmosfera inerte de nitrogênio, com temperaturas variando de 60ºC a 990ºC, para quatro taxas de aquecimento: 5, 10, 15 e 20ºC / min. Resultados como 10,83 MJ/kg e 12, 96 MJ/kg foram encontradas para o PCS das biomassas Pistia stratiotes e Eichhornia crassipes respectivamente. A determinação dos parâmetros cinéticos utilizou–se dos métodos: Flyn Wall Osawa, Kissinger e o Friedman. A perda de massa da biomassa Pistia stratiotes apresentou na faixa de temperatura de 244 – 823 °C. A Eichhornia crassipes na faixa de 241 – 991 °C. Para Pistia stratiotes a energia de ativação calculada pelo método FWO foi de 178,60 kJ / mol – 332,79 kJ / mol. Por Kissinger 155,89 kJ / mol. Por Friedman na faixa de 153,75 KJ / mol – 369,09 kJ / mol. Para Eichhornia crassipes a energia de ativação calculada pelo método FWO apresentou na faixa de 156,59 kJ / mol – 531, 80 kJ / mol. Por Kissinger 130,46 kJ / mol. Por Friedman na faixa de 156,53 kJ / mol – 349,47 kJ / mol. Os resultados obtidos foram da mesma ordem de grandeza. Os dados cinéticos obtidos confirmam que as estruturas moleculares são representadas por diferentes mecanismos de decomposição térmica, taxas de reação e taxa de decomposição com a temperatura no processo de pirólise comprovando que a técnica é uma poderosa ferramenta para transformar biomassas em produtos que contribuem para geração de energia.
Abstract: The whole world is experiencing an energy crisis, though a lot of potential is wasted because it is necessary to develop technologies for the utilization of biomass as a raw material capable of producing energy. Municipal waste, wood waste, agricultural crop residues, plants and algae, breeding animal waste, food processing and organic waste are considered the main sources of production and biomass and boost research in the energy sector in search responses to the crises faced. The objective of this study was to obtain experimental data of thermal decomposition of biomass Pistia stratiotes and Eichhornia crassipes to determine the kinetic parameters through the pyrolysis process. Thus, laboratory studies were conducted in order to determine the chemical and physical properties: particle size, moisture, volatile matter, ash, cellulose, lignin and superior calorific value (PCS), to obtain the thermal decomposition curve by thermogravimetric analysis for biomasses studied ; and determine the kinetic parameters during pyrolysis of biomass decomposition methods using non-isothermal differential. The thermogravimetric analysis was performed under an inert nitrogen atmosphere at temperatures ranging from 60ºC to 990ºC for four heating rates of 5, 10, 15 and 20 °C / min. Results as 10.83 MJ / kg and 12, 96 MJ / kg were found for PCS of biomasses Pistia stratiotes and Eichhornia crassipes respectively. The determination of the kinetic parameters we used the methods: Flyn Wall Osawa, Kissinger and Friedman. The mass loss of biomass Pistia stratiots presented in the temperature range 244-823 ° C. The Eichhornia crassipes in the range 241-991°C. To Pistia stratiotes the activation energy calculated by the FWO method foinde 178.60 kJ / mol - 332.79 kJ / mol. Kissinger 155.89 kJ / mol. Friedman in the range of 153.75 kJ / mol - 369.09 kJ / mol. For Eichhornia crassipes the activation energy calculated by the method presented FWO in the range of 156.59 kJ / mol - 531 80 kJ / mol. Kissinger 130.46 kJ / mol. Friedman in the range of 156.53 kJ / mol - 349.47 kJ / mol. The results obtained were of the same order of magnitude. The kinetic data confirm that the molecular structures are represented by different mechanisms thermal decomposition reaction rate and the decomposition rate with the temperature in the pyrolysis showing that this technique is a powerful tool for transforming biomass into products which contribute to generation of energy.
Keywords: Macrófitas
Biomassas
Pirólise
Termogravimetria
Cinética
Macrophytes
Biomass
Pyrolysis
Thermogravimetry
Kinetics
CNPq areas: ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Bioenergia
Campun: Toledo
Citation: MANOZZO, Viviane. Estudo cinético da pirólise das macrófitas: Pistia stratiotes e Eichhornia crassipes. 2016. 91 f. Dissertação (Mestrado em Bioenergia) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2016.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unioeste.br:8080/tede/handle/tede/2907
Issue Date: 29-Aug-2016
Appears in Collections:Mestrado em Bioenergia (TOL)

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