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https://repositorio.ifba.edu.br/jspui/handle/123456789/804
metadata.dc.type: | Dissertação |
Título: | Perfil termocinético e termodecomposição da leucena (Leucaena Leucocephala) |
metadata.dc.creator: | Fonseca, Filipe Brasileiro da |
metadata.dc.contributor.advisor1: | Martins, André Rosa |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Virgens, Cesário Francisco das |
metadata.dc.contributor.referee1: | Martins, André Rosa |
metadata.dc.contributor.referee2: | Costa, Tharsia Cristiany de Carvalho |
metadata.dc.contributor.referee3: | Cunha, Flávia Silva |
metadata.dc.contributor.referee4: | Silva, Caio Luis Santos |
metadata.dc.contributor.referee5: | Oliveira, Priscila Ferreira |
metadata.dc.description.resumo: | O Brasil possui uma vegetação abundante, rica e que é utilizada em diversos setores industriais e comerciais, o que reflete na alta produção de resíduos vegetais. Isso associado à tecnologia da pirólise catalítica pode ser utilizado para a produção de matéria-prima para o setor químico, agregando valor econômico e ambiental aos resíduos. A leucena (Leucaena leucocephala) tem se destacado em função de sua abundância no território brasileiro. A leucena é uma planta que pertence à família Leguminosae (Fabaceae). Este trabalho investigou (i) as propriedades termocinéticas e de termodecomposição de diferentes partes da biomassa (caule, vagem e semente), (ii) o perfil de termodecomposição na presença de catalisadores compostos por óxidos de nióbio e estrôncio. O material foi coletado de árvores de leucena na cidade de Salvador, Bahia, Brasil e sua preparação consistiu em lavagem, secagem, trituração e peneiramento. Os catalisadores foram preparados a partir do oxalato de nióbio, nitrato de estrôncio calcinados em diferentes temperaturas (400 °C, 600 °C, 800 °C e 1000 °C). As amostras foram caracterizadas por medida de umidade e cinzas, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e foram analisadas em um pirolisador a 550 °C acoplado ao cromatógrafo gasoso com espectroscopia de massas. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios X e a biomassa apresentou teores de umidade na faixa de 2% a 5% e cinzas abaixo de 3%, mostrando-se promissoras para termodecomposição através de pirólise. Os resultados de infravermelho apresentaram bandas semelhantes entre as três partes da leucena, associadas à presença de celulose, hemicelulose e lignina. Uma discreta diferença no perfil da amostra da semente pode ser atribuída à presença de grupos nitrogenados e em função do alto teor de umidade em comparação às demais partes da leucena. Os resultados de termodecomposição mostraram no perfil da biomassa diferenças quando na presença dos catalisadores óxido de nióbio, óxido de estrôncio e a associação dos óxidos, indicando efeito significativo na formação de produtos com potencial para serem utilizados na indústria alimentícia e farmacêutica, como ácido acético (Amostras contendo a mistura de óxidos de nióbio e estrôncio), fenóis (Amostras contendo óxido de estrôncio) e Aldeídos (Amostras contendo óxido de nióbio). Os resultados de parâmetros cinéticos revelam que, para a faixa de conversão α= 0,15 - 0,70, o princípio da isoconversionalidade permaneceu válido, tendo a semente a menor energia de ativação igual a 91,79 kJmol -1 (método isoconvencional Friedman) e mesmo quando aplicados diferentes métodos termocinéticos. Desta forma, a leucena mostrou-se uma biomassa promissora para fins de extração de produtos com elevado valor agregado. |
Resumo: | Brazil has abundant and rich vegetation that is used in several industrial and commercial sectors, which is reflected in the high production of plant residues. This, associated with catalytic pyrolysis technology, can be used to produce raw material for the chemical sector, adding economic and environmental value to th e residues. Leucaena (Leucaena leucocephala) has stood out due to its abundance in Brazilian territory. Leucaena is a plant that belongs to the Leguminosae (Fabaceae) family. This work investigated (i) the thermokinetic and thermodecomposition properties of different parts of the biomass (stem, pod and seed), (ii) the thermodecomposition profile in the presence of catalysts composed of niobium and strontium oxides. The material was collected from leucaena trees in the city of Salvador, Bahia, Brazil and its preparation consisted of washing, drying, crushing and sieving. The catalysts were prepared from niobium oxalate and strontium nitrate calcined at different temperatures (400 °C, 600 °C, 800 °C and 1000 °C). The samples were characterized by moisture and ash measurements, Fourier transform infrared spectroscopy and were analyzed in a pyrolyzer at 550 °C coupled to a gas chromatograph with mass spectroscopy. The catalysts were characterized by X-ray diffraction and the biomass presented moisture contents in the range of 2% to 5% and ash below 3%, showing promise for thermodecomposition through pyrolysis. The infrared results showed similar bands among the three parts of leucaena, associated with the presence of cellulose, hemicellulose and lignin. A slight difference in the profile of the seed sample can be attributed to the presence of nitrogenous groups and to the high moisture content compared to the other parts of leucaena. The thermodecomposition results showed differences in the biomass profile when in the presence of the catalysts niobium oxide, strontium oxide and the combination of oxides, indicating a significant effect on the formation of products with potential to be used in the food and pharmaceutical industries, such as acetic acid (samples conta ining the mixture of niobium and strontium oxides), phenols (samples containing strontium oxide) and aldehydes (samples containing niobium oxide). The results of kinetic parameters reveal that, for the conversion range α = 0.15 - 0.70, the isoconversionality principle remained valid, with the seed having the lowest activation energy equal to 91.79 kJmol-1 (Friedman isoconventional method) and even when different thermokinetic methods were applied. Thus, leucaena proved to be a promising biomass for the extraction of products with high added value. |
Palavras-chave: | Biomassa Leucena Óxido de estrôncio Óxido de nióbio Pirólise Termocinética Biomass Thermokinetics Leucena Strontium oxide Niobium oxide Pyrolysis |
metadata.dc.subject.cnpq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
metadata.dc.language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Editor: | Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia |
metadata.dc.publisher.initials: | IFBA |
metadata.dc.publisher.department: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais(PPGEM) |
metadata.dc.publisher.program: | Mestrado Profissional em Engenharia de Materiais (PPGEM) |
Citação: | FONSECA, F.B. Perfil termocinético e termodecomposição da leucena (Leucaena leucocephala). 2024. 76 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto Federal da Bahia, Salvador, 2024. |
metadata.dc.rights: | Acesso Aberto |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ |
URI: | https://repositorio.ifba.edu.br/jspui/handle/123456789/804 |
Data do documento: | 1-Ago-2024 |
Aparece nas coleções: | Dissertações - Salvador |
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