Caracterização e fracionamento do bio-óleo obtido pela pirólise rápida do bagaço de cana-de-açúcar

Abstract

A obtenção de fontes de energia mais limpas e renováveis é imprescindível para uma sociedade como a nossa, que atualmente tem um alto consumo energético e problemas ambientais agravantes. Nesse contexto, a biomassa é uma importante matéria-prima, e sua conversão pelo processo de pirólise gera um bioproduto chamado bio-óleo, um líquido escuro e viscoso que contém vários compostos químicos como: álcoois, aldeídos, fenóis e lignocelulósicos. A vasta gama de compostos presentes no bio-óleo despertou o interesse para o seu fracionamento. A tese aqui apresentada trata sobre a separação do bio-óleo pelo processo de extração com solvente, utilizando tolueno, metanol e água, seguido da destilação a vácuo operando com pressões de 50, 100 e 200 Torr, para a obtenção de frações. Foram realizadas análises para caracterização da composição do bio-óleo, das frações e dos destilados utilizando um cromatógrafo gasoso com espectrometria de massa acoplado, no qual foram identificados diversos compostos que representam uma área superior a 80% da área cromatográfica total. Também foram realizadas análises complementares para determinação de propriedades importantes como: estabilidade à oxidação, índice de acidez, massa específica, teor de água e viscosidade, tendo como resultado para o bio-óleo 3,77 h, 31,495 mg KOH/g amostra, 1,136 g/cm³, 3,8% e 77,05 cSt, respectivamente. Com os dados obtidos experimentalmente foram realizadas simulações, usando o software Aspen Plus V8.8, para processos de fracionamento do bio-óleo com solventes distintos obtendo nas correntes finais taxas de recuperação para os ácidos graxos, os furanos, os compostos fenólicos e o levoglucosano de 97,5%, 73,5%, 99,8% e 99,7%, respectivamente, e com uma reutilização para os solventes em torno de 98%. O processo de simulação para o fracionamento do bio-óleo com tolueno obteve melhores resultados comparado aos demais processos, uma vez que além das frações recuperadas foi observada uma demanda energética menor para a realização do fracionamento.