Conclusões

5.1.1 Caracterização do bagaço de sorgo sacarino

As densidades real e aparente do bagaço de sorgo sacarino variaram com o tamanho de partícula. Quanto menor o diâmetro da partícula, maior foi sua densidade.

O bagaço de sorgo sacarino apresentou um poder calorífico superior de 19,04 MJ/kg.

A análise imediata apresentou altos teores de voláteis e de carbono fixo e baixo teor de cinzas, características desejáveis para uma biomassa a ser pirolisada. A quantidade de extrativos encontrada (46,08%) pode ser considerada elevada, possivelmente devido à grande proporção de carboidratos (glicose, arabinose, galactose e xilose) e outros compostos orgânicos solúveis em água presentes no bagaço.

114 Capítulo 5 – Conclusões e Sugestões O elemento químico com a maior porcentagem encontrada na fluorescência de raios X foi o potássio. As quantidades tanto de magnésio quanto de zinco na biomassa pura foram baixas, o que favorece a utilização desses sais no estudo da degradação térmica e da pirólise do sorgo sacarino.

5.1.2 _{Análises termogravimétricas}

A cinética de decomposição do bagaço de sorgo sacarino foi estudada utilizando dois modelos isoconversionais, que apresentaram valores de energia de ativação entre 106,2 e 203,3 kJ/mol, e pelo modelo de reações paralelas e independentes, o qual indicou a ocorrência de 3 reações com cinéticas distintas, que correspondem a degradação dos seus principais componentes (celulose, lignina e hemicelulose). Os valores de energia de ativação calculados ficaram entre 65,3 e 212,0 kJ/mol e os fatores pré-exponenciais apresentaram resultados entre 2,0 104_mol-2_l2_s-1 _{e 5,0 10}16_s-1_{. Os dados experimentais}

apresentaram bons ajustes ao modelo cinético estudado.

A adição de sais inorgânicos afeta o perfil de degradação de bagaço de sorgo sacarino. Uma diminuição da taxa máxima de degradação foi observada nos picos correspondentes à hemicelulose e celulose nos ensaios com adição de ZnCl2. Testes com

MgCl2 apresentaram uma diminuição significativa no pico correspondente a

hemicelulose. Houve um aumento da quantidade de resíduos sólidos com a adição de ambos os sais, bem como um aumento na energia de ativação média, o que torna a utilização dos cloretos não indicada em termos de energia de ativação, podendo ainda ser benéfica em relação à seletividade de compostos específicos.

5.1.3 Pirólise analítica

O aumento da temperatura de reação nos testes com a biomassa pura indicou um aumento do teor de olefinas, principalmente isopreno, e diminuição do teor de oxigenados, o que pode sugerir uma diminuição na acidez do bio-óleo e a formação de um produto quimicamente mais estável e, portanto, de melhor qualidade do que aquele gerado em temperaturas mais baixas.

115 Capítulo 5 – Conclusões e Sugestões

A adição de ambos os sais aumentou o conteúdo de furfural, um composto de alto valor agregado, embora o ZnCl2 mostrou resultados melhores para a produção deste

composto do que o MgCl2. Houve um ligeiro decréscimo no conteúdo de furfural com o

aumento da concentração de MgCl2 de 10 para 20% em ambas as temperaturas, o que não

foi observado nos ensaios com ZnCl2.

Na pirólise catalítica com a presença de ZSM-5 houve um aumento significativo na formação de aromáticos (compostos utilizados na síntese de diversos produtos) e uma diminuição na produção de oxigenados com o incremento da proporção ou razão de catalisador utilizada em todas as temperaturas estudadas, o que pode significar uma diminuição da acidez do bio-oleo. A maior concentração de aromáticos (aproximadamente 75%) foi obtida nos testes a 450°C na razão 1:10 bagaço/ZSM-5.

Nos testes com HY-340, houve um aumento na formação de furanos com a adição de HY-340 nas razões (1:1) e (1:2) e uma diminuição na formação de oxigenados com o aumento da razão biomassa/catalisador em todas as temperaturas estudadas. Também pode ser destacado uma porcentagem de área de aproximadamente 54% de olefinas nos testes com razão biomassa/catalisador de (1:2) e (1:5) a 650°C, valores estes superiores aos encontrados nos testes não-catalíticos.

5.1.4 Pirólise rápida de bagaço de sorgo sacarino em reator de leito

fluidizado

Foram efetuados melhoramentos na unidade de pirólise rápida em reator de leito fluidizado. Para evitar a condensação do bio-óleo no sistema de separação gás-sólido, foi instalada uma fita de aquecimento, mantida a 350°C. Além disso, foi instalada uma resistência no tanque do condensador helicoidal. A fim de se aumentar a eficiência do sistema de condensação, o lavador de gás foi substituído por um terceiro condensador cold-trap resfriado com gelo que funciona como um leito borbulhante para a absorção dos compostos não condensados nas etapas anteriores através da adição de metanol em seu interior.

Testes preliminares indicaram que as modificações aumentaram a eficiência do sistema de condensação e impediram a obstrução do sistema de separação gás-sólido, embora tenha ocorrido o travamento do sistema de alimentação com a utilização do

116 Capítulo 5 – Conclusões e Sugestões bagaço de sorgo sacarino no lugar da casca de soja (biomassa utilizada nos testes preliminares).

Em relação aos principais compostos identificados nos testes na unidade em leito fluidizado e nos obtidos nos testes de PY-GC/MS, ácido acético, isopreno e furfural foram encontrados em ambas as análises. O limoneno foi identificado no bio-óleo, mas não na pirólise analítica. Já o 2,3-dihidrobenzofurano e o 5-hidroximetilfurfural foram produzidos na micropirólise, mas sua presença não foi identificada no bio-óleo. Esta discrepância pode ser atribuída a ocorrência de reações secundárias durante o processo de pirólise rápida no reator de leito fluidizado, uma vez que os tempos de residência nestes testes são maiores que os tempos aos quais os produtos da pirólise analítica são submetidos.