Investigação das propriedades físico-químicas e térmicas do caroço de açaí euterpe oleracea para utilização na geração de bioenergia

Abstract

RESUMO A dependência dos combustíveis fósseis em escala global e o alto nível de emissão dos gases de efeito estufa aumentaram consideravelmente e, para mitigar essa situação, várias tentativas são realizadas para identificar novas e promissoras fontes alternativas de energia, que apresentem considerável custo-eficácia. Nesse sentindo o comportamento térmico dos caroços de açaí foi estudado sob atmosfera oxidante (ar sintético - combustão) por análise térmica (curvas TG/DTG) para a granulometria ≤ 300 μm. As propriedades físico-químicas dos caroços de açaí foram avaliadas por análises elementar (AE), imediata (AI) e calorimétrica (PCS), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de Raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e emissão óptica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES). Verificou-se que os caroços de açaí apresentaram teores de carbono (46,72%), hidrogênio (5,18%) e oxigênio (47,42%) como elementos majoritários e um poder calorífico superior (PCS) da ordem de 19,8 MJ kg-1. Nitrogênio (0,68%) e chumbo (3 mg kg-1) foram encontrados como elementos traços. Elementos altamente poluentes como enxofre, cádmio e arsênio não foram detectados nas amostras. A degradação térmica das amostras ocorreu em três estágios: 25-150º, 180-340º e 350-540 °C, correspondendo à decomposição da umidade, celulose e hemicelulose (holocelulose) simultaneamente, e lignina residual, respectivamente. O emprego dos resíduos de caroços de açaí por meio do reaproveitamento térmico com fins bioenergéticos apresenta grandes vantagens, como baixo teor de umidade, a não liberação de elementos tóxicos para o meio ambiente e elevado poder calorífico superior, além de ser atrativo do ponto de vista socioambiental, reduzindo o descarte em locais inapropriados, agregando um valor considerável aos resíduos e ainda protegendo o meio ambiente. ___ ABSTRACT Dependence on fossil fuels on a global scale and the high level of greenhouse gases emissions have increased considerably and, to mitigate this situation, several attempts are performed to identify new and promising alternative sources of energy, that present a considerable cost effectiveness. The thermal behavior of the açaí seeds was studied under oxidizing atmosphere (synthetic air - combustion) by thermal analysis (TG/DTG curves) for the granulometry ≤ 300 μm. Physicochemical properties from açaí seeds were evaluated by ultimate, proximate and calorimetric analyzes, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES). It was noted that the açaí seeds presented carbon (46.72%), hydrogen (5.18%), and oxygen (47.42%) contents as majority elements and a higher heating value (HHV) of the order of 19.8 MJ kg-1. Nitrogen (0.68%) and lead (3 mg kg-1) were found as trace elements. However, highly polluting elements such as sulfur, cadmium and arsenic were not detected in the samples. Thermal degradation occurred in three stages: 25-150º, 180-340º and 350-540 °C, corresponding to the decomposition of moisture, cellulose and hemicellulose (holocellulose) simultaneously, and residual lignin, respectively. The utilization of açaí seeds residues by means of thermoconversion process for bioenergetic purposes present great advantages, such as low moisture content, non-release of toxic elements to the environment and high heating value, in addition to being an attractive socioenvironmental, reducing disposal in inappropriate places, adding considerable value to waste and still protecting the environment.