Realizado em Vitória/ES, de 17 a 19 de Setembro de 2014.
ISBN: 978-85-85905-08-8
TÍTULO: APLICAÇÃO DO PROCESSO DE PIRÓLISE PARA OBTENÇÃO DE BIO-ÓLEO E OUTROS SUBPRODUTOS ATRAVÉS DE BIOMASSA RESIDUAL
AUTORES: Gomes da Silva, A.P. (IFAL) ; Euclides de Lima, J. (IFAL) ; da Silva Lima, I.D. (IFAL) ; de Arroxelas Silva, C.A. (IFAL) ; Dantas Vicente, C. (IFAL)
RESUMO: A maior parte da matriz energética mundial de combustíveis é baseada em derivados
do petróleo, uma fonte não renovável de energia que cada vez mais têm suas
reservas esgotadas por seu uso em larga escala, provocando, consequentemente,
grandes impactos negativos na nossa biosfera, causando transtornos na fauna,
flora, em fontes hídricas e no solo, além de ocasionar o aumento do efeito estufa
do planeta, por causa da exagerada liberação de gases poluentes. Deste modo, o
bio-óleo, biocombustível renovável, obtido através do processo de pirólise de
biomassas, vem tornando-se, juntamente com os outros biocombustíveis, uma
alternativa eficaz aos combustíveis fósseis.
PALAVRAS CHAVES: Pirólise; Bio-óleo; Biocombustível
INTRODUÇÃO: Antigamente, a obtenção de energia era por meio da lenha e do carvão mineral,
porém, ao longo do tempo essa situação mudou devido ao desenvolvimento da
indústria petroquímica. (GÓMEZ, 2008). No decorrer da história, o uso da
biomassa, tem variado por conta de dois fatores: a densidade demográfica e a
disponibilidade de recursos. A utilização da biomassa, não agride o meio
ambiente, pois, a composição da atmosfera não é alterada de forma expressiva.
Porém, sem o planejamento necessário, seu uso pode ocasionar a formação de
grandes áreas desmatadas pelo corte incorreto de árvores, perda dos nutrientes
do solo, erosões e emissão excessiva de gases (GOMES, 2002).
A maior parte da matéria-prima produzida a partir da biomassa não concorre
economicamente com a de origem fóssil, sem uma devida consideração sobre os
custos totais de sua produção e utilização. A produção de combustíveis e novas
matérias-primas a baixo custo de produção, tem se tornado uma questão de
necessidade. Não restam dúvidas, portanto, de que nunca houve um momento tão
propício para se utilizar a biomassa disponível para produzir a energia
necessária (GÓMEZ, 2008).
A pirólise rápida para a produção de bio-óleo através da biomassa residual
tornou-se um método viável e atrativo, uma vez que é crescente o desenvolvimento
de sua aplicação e aceitação. Atualmente, existe um grande número de pesquisas
relacionadas com a pirólise rápida e a obtenção de bio-óleo, estudos muitos
promissores deste biocombustível estão sendo feitos para avaliar suas
propriedades de armazenagem, transporte e potencial energético (CHU; GOLDEMBERG
2007).
MATERIAL E MÉTODOS: O processo de pirólise lenta é feito a partir da madeira, um método antigo, mas
que ainda está presente nos dias atuais. Através de fornos construídos de
tijolos comuns, é feito tratamento térmico da madeira, onde esse material recebe
taxas de aquecimento pequenas e a temperatura máxima utilizada não ultrapassa
400 °C e o tempo de processo podem ser de horas a dias (GOMES, 2010).
Nesse processo, destacam-se os fornos de superfícies, que possuem aquecimento
interno, são imóveis, possuem formato cilíndrico, e podem ser instalados em
áreas de florestas de exploração comercial. Em consequência desta característica
que os fornos de superfície possuem, obtém-se uma redução expressiva no que se
diz respeito ao transporte da madeira e redução de custos, tanto de instalação
como de produção do carvão vegetal (GOMES, 2010).
O processo de pirólise rápida é caracterizado por utilizar taxas muito altas de
aquecimento, com tempos muito curtos de processo da biomassa no reator
pirolítico, esse tempo de residência é de 0,5 – 5 segundos. A utilização de
altas taxas de aquecimento no reator pirolítico tende a favorecer a quebra das
moléculas maiores, que estão presentes na biomassa, resultando em uma maior
produção de compostos líquidos e gasosos. O processo é realizado em um reator
pirolítico de leito fluidizado onde o aquecimento ocorre pela transferência de
calor geralmente por convecção. Os produtos são diferenciados por primários
(óleos) e secundários (alcatrões). Na pirólise rápida, é favorecida a produção
de óleos primários, que possuem uma estabilidade maior em condições ambientes,
além de possuir uma densidade baixa, serem menos sensíveis a contaminação da
água e são mais homogêneos (GOMES, 2010).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: No processo de pirólise lenta o produto mais favorecido é o carvão vegetal fino.
Esse produto tem grande valor econômico, podendo ser aplicado de diversas
maneiras no meio industrial, sendo algumas dessas aplicações a substituição do
carvão e lenha, uso na indústria siderúrgica, entre outras. (GÓMEZ et al.,
2008).
O processo de pirólise rápida mostra-se muito eficiente na formação de bio-óleo
(cerca de 75% de formação), o que é um resultado muito atraente, pois esse
produto tem grande valor econômico. Para utilização desse bio-óleo de maneira
específica é necessário o conhecimento de alguns grupos funcionais, pois a
partir deles é possível identificar quais serão suas aplicações mais
promissoras. Uma de suas aplicações pode ser a recuperação de ácidos
carboxílicos na forma de sais, pois esses podem ser aplicados de várias formas e
nos mais diversos campos industriais. Esse produto seria obtido através do
reaproveitamento do grande número de compostos pertencentes ao grupo funcional
carbonila e no grupo funcional carboxila presentes no bio-óleo. Sua aplicação em
formulação de resinas fenólicas pode substituir o fenol petroquímico em até 50%.
Ainda não está sendo estudada a toxidade do bio-óleo, mas ele tem um caráter
neutro por ser de origem orgânica, quando usado como combustível, é praticamente
limpo, em termos de emissões de gases como óxido de enxofre (SO) e óxido de
nitrogênio (NO) (SANTOS, 2011).
O processo de pirólise mais eficiente para a obtenção de bio-óleo é o de
pirólise rápida, visto que este processo chega a alcançar o valor de 75% de
conversão, produzindo, portanto, maior quantidade de bio-óleo, que pode ser uma
alternativa aos combustíveis fósseis.
CONCLUSÕES: Os produtos obtidos pelo processo de pirólise, atualmente são de ótimas
possibilidades de aplicação. A maneira mais viável de utilizar a mistura gasosa é
como portador energético no próprio processo, pelo fato de ser produzida em baixa
escala. O carvão vegetal tem grandes possibilidades de aplicação industrial, uma
vez que é uma boa fonte de material de baixo custo, que antecede o carbono
ativado, enquanto o bio-óleo é um combustível renovável menos agressivo ao meio
ambiente que já é bastante utilizado.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos a Deus, ao apoio estrutural e financeiro do Instituto Federal de
Alagoas e do Programa da Petrobrás de Formação de Recursos Humanos (PFRH).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CHU, Steven; GOLDENBERG, José. Lighting the Way: Toward a Sustainable Energy Future. InterAcademy Council, 2007.
GOMES M.S. Produção de bio-óleo através do processo termoquímico de pirólise. Trabalho de graduação (Curso de Tecnologia em Biocombustíveis) – Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza. Faculdade de Tecnologia de Araçatuba.52f.São Paulo, 2010.
GOMÉS, O. E. Estudo da pirólise rápida de capim-elefante em leito fluidizado borbulhante mediante a caracterização dos finos de carvão. Tese de doutorado, Faculdade de Engenharia Agricola, Feagri-Unicamp. Campinas, 2002.
GÓMEZ E.O., ROCHA J.D., PÉRZ J.M.M., PÉREZ L.E.B. Pirólise rápida de materiais lignocelulósicos para a obtenção de bio-óleo. Luíz Augusto Barbosa Cortez (Org.), Electo Eduardo Silva Lora (Org.), Edgardo Olivares Gómez. (Org.). Biomassa: para energia. São Paulo: Editora Unicamp, 2008. p. 353-418.
SANTOS, K. G. Aspectos Fundamentais da Pirólise de Biomassa em Leito de Jorro: Fluidodinâmica e Cinética do Processo. Dissertação (Pós-Graduação em Engenharia Química). 261f. Minas Gerais, 2011.