Efeito do pré-tratamento ultrassônico com K3PO4 para a produção de bio-óleo de vagem de feijão

• Main Author: Bispo, Diego Fonseca
• Other Authors: Freitas, Lisiane dos Santos
• Language: Portuguese
• Published: Pós-Graduação em Química 2018
• Subjects: Química; Biomassa; Ultrassom; Pirólise; Fenóis; Pré-tratamento; Biomass; Ultrasonic pretreatment; Pyrolysis; Phenolic compounds; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Online Access: http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/7817

The aim of the present work was to study the effect of the ultrasonic pretreatment of cowpea bean pod biomass in the bio-oil production by pyrolysis. The biomass was pretreated during 0.5, 1.5, 03, 06, 08 and 12 hours with the addition of 20% (w/w) potassium phosphate. The biomass presented low oil and protein contents, 0.72% and 8.5%, respectively, and ash content of 4.38% for in natura biomass, being alkali and alkaline earth metals (K, Mg, Na, Ca) and phosphorus the main inorganic compounds. For the pretreated samples, the ash content was around 19.5% (w/w). The elemental analysis showed that the in natura biomass contained 42.01% of carbon, 5.89% of hydrogen, 1.36% of nitrogen and 37.48% of oxygen, presenting lower values for the treated biomass mainly due to the increase of inorganic content by the addition of potassium phosphate. The thermogravimetric curves profiles of the samples changed with different ultrasonic pretreatment times, presenting a decrease in temperature, where the highest mass loss rate occurs, compared to in natura biomass. The pyrolysis was carried out at 600 °C and N2 flow of 5mL min-1, yielding a 25.29% in bio-oil for the in natura biomass, while the samples submitted to pretreatment presented yield between 21 and 23%. The pretreated samples showed a decrease in the biochar yield and an increase in the biogas yield compared to the in natura sample. The chromatographic analysis of the bio-oils, showed that the ultrasonic pretreatment associated with K3PO4 caused a considerable increase in the phenolic compounds content, and the best pretreatment time, 1.5 h, showed 81.21 mg g-1, against 48.90 mg g-1 of phenolics in the bio-oil from in natura biomass. === O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito do pré-tratamento ultrassônico na obtenção de bio-óleo a partir da pirólise da biomassa de vagem de feijão caupi. A biomassa utilizada foi submetida a diferentes tempos de prétratamento (0,5, 1,5, 03, 06, 08 e 12 h) com a adição de K3PO4 à 20%. A caracterização da biomassa obteve baixos teores de óleo e proteínas, 0,72% e 8,5% respectivamente, apresentando teor de cinzas para a biomassa in natura de 4,38%, sendo os principais componentes inorgânicos os metais alcalinos e alcalinos terrosos (K, Mg, Na, Ca) e fósforo. Para as amostras pré-tratadas o teor de cinzas ficou em torno de 19,5%. Os valores da análise elementar para a biomassa in natura foram carbono (42,01%), hidrogênio (5,89%), nitrogênio (1,36%) e oxigênio (37,48%), apresentando valores menores para as biomassas pré-tratadas principalmente devido ao aumento do teor de inorgânicos pela adição do fosfato de potássio. As curvas termogravimétricas das amostras se diferenciaram quanto aos perfis de acordo com o tempo de pré-tratamento ultrassônico, com diminuição da temperatura onde ocorre maior taxa perda de massa em comparação à biomassa in natura. As pirólises foram realizadas à 600 °C e fluxo de N2 de 5mL min-1, obtendo rendimento de 25,29% em bio-óleo para a biomassa in natura, enquanto as amostras submetidas à pré-tratamento apresentaram menor rendimento, entre 21 e 23%. As amostras pré-tratadas apresentaram diminuição no rendimento de biocarvão e aumento do rendimento de biogás em comparação à amostra in natura. A partir da análise cromatográfica dos bio-óleos constatou-se que o pré-tratamento ultrassônico associado à K3PO4 provocou um aumento considerável no teor de compostos fenólicos, sendo que o melhor tempo de pré-tratamento, 1,5 h, apresentou 81,21 mg g-1, contra 48,90 mg g-1 de fenólicos no bio-óleo proveniente da biomassa in natura. === São Cristóvão, SE