Utilização de solvente eutético na carbonização hidrotérmica de resíduo de acerola

Use of eutectic solvent in the hydrothermal carbonization of acerola waste

dc.contributorBarrozo, Marcos Antonio de Souza
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/7024983341494297
dc.contributorOliveira, Tiago José Pires de
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5244533061705562
dc.contributorSantana, Ricardo Corrêa de
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/6520212712645610
dc.creatorMartins, João Paulo Gonçalves
dc.date2022-01-12T18:05:11Z
dc.date2022-01-12T18:05:11Z
dc.date2021-12-10
dc.date.accessioned2023-09-28T20:37:34Z
dc.date.available2023-09-28T20:37:34Z
dc.identifierMARTINS, João Paulo Gonçalves. Utilização de solvente eutético na carbonização hidrotérmica de resíduo de acerola. 2021. 62 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.668.
dc.identifierhttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/33932
dc.identifierhttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.668
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9055080
dc.descriptionHydrothermal carbonization (HTC), in addition to being a convenient method where materials with high humidity and mild conditions of temperature and pressure are used for the pre-treatment of crude biomass and subsequent use as solid fuel, it is a solution for lignocellulosic residues, which are often not used efficiently. The critical point in HTC's process is high pressure. Thus, the use of ionic salts (eutectic solvents) can reduce the system's vapor pressure and improve the properties of hydrochar. Therefore, the objective of this work was to employ the eutectic solvent – choline chloride: urea – in HTC of acerola residue, in order to understand its influence in this process, through the characterization of the main product – solid (hydrochar). The operational conditions of each experimental test were determined using the Central Composite Planning (PCC) with 3 variables: temperature (T), residence time (t) and percentage of eutectic solvent (DES). The response variables considered in this work were the solids yield (SY) and the higher calorific value of hydrocarbons (PCS). The secondary product – liquid (bio-oil) was analyzed by gas chromatography coupled with a mass spectrometer (GC-MS) to identify the compounds. Statistical analysis of the results obtained was performed using analysis of variance (ANOVA) and multiple regression techniques. HTC's multi-response optimization study was performed using the Desirability Function. From the results obtained, it can be said that the system pressure was lower than the pressure of saturated water vapor (conventional HTC) at the respective test temperature. The maximum charcoal yield (68.52%) was obtained under operating conditions of 160 °C – 1.2 h – 60% DES. The highest PCS value was 20.66 MJ/Kg. In this way, the calorific value was improved by a maximum of 10%. The optimal conditions found were T= 160 °C, t= 4 h and DES= 6%. Therefore, it is concluded that the use of this eutectic solvent provided a reduction in the operating pressure, in addition to an improvement in the PCS of the solid.
dc.descriptionCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.descriptionCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.descriptionFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.descriptionDissertação (Mestrado)
dc.descriptionA carbonização hidrotérmica (HTC), além de ser um método conveniente onde utiliza-se materiais com alta umidade e condições brandas de temperatura e pressão para o pré-tratamento da biomassa bruta e uso posterior como combustível sólido, é uma solução para os resíduos lignocelulósicos, os quais muitas vezes não são aproveitados de forma eficiente. O ponto crítico do processo de HTC é alta pressão. Dessa forma, a utilização de sais iônicos (solventes eutéticos) pode reduzir a pressão de vapor do sistema e melhorar as propriedades do hidrocarvão. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi empregar o solvente eutético – cloreto de colina: ureia – na HTC de resíduo de acerola, a fim de compreender sua influência neste processo, por meio da caracterização do produto principal – sólido (hydrochar). As condições operacionais de cada teste experimental foram determinadas por meio do Planejamento Composto Central (PCC) com 3 variáveis: temperatura (T), tempo de residência (t) e porcentagem de solvente eutético (DES). As variáveis respostas consideradas neste trabalho foram o rendimento de sólidos (SY) e o poder calorífico superior dos hidrocarvões (PCS). Já o produto secundário – líquido (bio-óleo) foi analisado por cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massas (GC-MS) para identificação dos compostos. A análise estatística dos resultados obtidos foi realizada por meio da análise de variância (ANOVA) e técnicas de regressão múltipla. O estudo de otimização multi-resposta da HTC foi realizado por meio da Função Desejabilidade. A partir dos resultados obtidos, pode-se dizer que a pressão do sistema foi menor que a pressão do vapor de água saturado (HTC convencional) na respectiva temperatura do teste. O máximo rendimento de carvão (68,52%) foi obtido nas condições operacionais de 160 °C – 1,2 h – 60% DES. O maior valor de PCS foi 20,66 MJ/Kg. Dessa forma, o poder calorífico foi melhorado em, no máximo, 10%. As condições ótimas encontradas foram T= 160 °C, t= 4 h e DES= 6%. Sendo assim, conclui-se que o uso deste solvente eutético proporcionou redução da pressão operacional, além de melhoria no PCS do sólido.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândia
dc.publisherBrasil
dc.publisherPrograma de Pós-graduação em Engenharia Química
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
dc.subjectprocessos hidrotérmicos
dc.subjecthydrothermal processes
dc.subjecthidrocarvão
dc.subjecthydrochar
dc.subjectreator Parr
dc.subjectparr reactor
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.subjectEngenharia química
dc.subjectCarbonização
dc.subjectAcerola
dc.titleUtilização de solvente eutético na carbonização hidrotérmica de resíduo de acerola
dc.titleUse of eutectic solvent in the hydrothermal carbonization of acerola waste
dc.typeDissertação


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