SÍNTESE DE CARVÕES ATIVADOS A PARTIR DE RESÍDUOS CÍTRICOS POR ATIVAÇÃO FÍSICA COM VAPOR DE ÁGUA E DIÓXIDO DE CARBONO

  • Mariele da Silva
  • Christian Manera
  • Gabriela Carvalho Collazzo
  • Marcelo Godinho
  • Guilherme Luiz Dotto
  • Daniele Perondi
Rótulo Pirólise, Adsorção, CO2, Carvão, ativado, Resíduos, Frutas

Resumo

Os resíduos agroindustriais destacam-se como fonte de energia renovável. A valorização energética dos resíduos agroindustriais pode reduzir a dependência dos combustíveis fósseis, além de contribuir para a redução das emissões de gases causadores do efeito estufa. Dentre as fontes de energia renovável, destacam-se as cascas de frutas, que nos últimos anos vem gerando uma quantidade significativa de resíduos. Diferentes formas de reaproveitamento desses materiais têm sido propostas. Dentre elas, a utilização para fins de produção de carvão ativado (CA) tem sido investigada. Neste sentido, alguns benefícios atrelados a esta produção, podem ser destacados: a contribuição para o bem-estar econômico do processo industrial, a reutilização dos resíduos sólidos e a produção de um adsorvente de baixo custo. O presente trabalho teve como objetivo a produção de CA a partir de resíduos de quatro frutas cítricas (laranja, limão, bergamota e lima), por meio da conversão termoquímica (pirólise), seguida da ativação com vapor de água (CA-H2O) e dióxido de carbono (CA-CO2). Inicialmente, ocorreu o preparo das amostras, que envolveu a etapa da extração do suco, polpa, cascas e sementes, foram secos a 80 °C por 48 h, por fim, os resíduos foram moídos em um moinho de facas. Em seguida, a pirólise das biomassas foi realizada em um reator tubular vertical de leito fixo na temperatura de 900 °C, taxa de aquecimento de 5 ºC/min e com um tempo de isoterma de 15 min. A ativação com (CA-CO2) e (CA-H2O) foi realizada no mesmo reator tubular de quartzo. Especialmente quando o agente de ativação foi o vapor de água, adotou-se o seguinte procedimento: inicialmente o aquecimento do sistema foi conduzido com N2 até a temperatura de ativação. Após atingir a temperatura de ativação, o N2 foi substituído por vapor de água, com vazão de 0,2 kg·h-1 e mantido pelo tempo de 15 min. Para os experimentos de ativação com CO2, o N2 foi substituído por CO2 e mantido por 15 min. Os CA produzidos foram avaliados quanto a sua capacidade de adsorção de CO2. Para tal, 10 mg dos materiais (chars e CA) foram inicialmente aquecidos a 120 °C por 1 h sob fluxo de N2 (50 mL·min-1) e após o resfriamento e a estabilização da temperatura em 25 °C, o fluxo de N2 foi substituído pelo fluxo de CO2 (50 mL·min-1) e, a variação de massa foi registrada. A capacidade de adsorção de CO2 foi medida em um analisador termogravimétrico. Os ensaios de adsorção demonstraram, que todas as amostras de CA apresentaram elevada capacidade de adsorção. Os chars variaram de 8,7 a 23,5 mg/g, os CA-CO2 variaram entre 33,56 e 51,97 mg/g e por fim, os CA-H2O variaram entre 64,4 e 65,6 mg/g. Dentre todos os materiais avaliados, o que apresentou maior capacidade de adsorção foi o CA-H2O produzido a partir de lima (65,6 mg/g). Portanto, este estudo demonstra o potencial de utilização dos resíduos cítricos para a produção de materiais adsorventes.

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Publicado
2020-11-20
Como Citar
DA SILVA, M.; MANERA, C.; CARVALHO COLLAZZO, G.; GODINHO, M.; LUIZ DOTTO, G.; PERONDI, D. SÍNTESE DE CARVÕES ATIVADOS A PARTIR DE RESÍDUOS CÍTRICOS POR ATIVAÇÃO FÍSICA COM VAPOR DE ÁGUA E DIÓXIDO DE CARBONO. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 12, n. 2, 20 nov. 2020.