Avaliação de resíduos de Moringa Oleífera Lam como matéria prima na produção de hidrocarbonetos via pirólise rápida

Abstract

A procura por fontes de energias renováveis tem estimulado o desenvolvimento de processos capazes de substituir os produtos energéticos derivados de origem fóssil. O óleo extraído da semente da Moringa Oleífera Lam é utilizado na indústria de cosméticos. Esse processo gera um grande volume de resíduo, que pode ser considerado uma ótima opção devido seu baixo custo. Diante disso, o objetivo desse trabalho é realizar a pirólise térmica e catalítica da casca da vagem e torta da semente da biomassa lignocelulósica moringa, mediante a utilização de catalisadores baseados em óxido de zircônio com modificações em suas propriedades pela adição de alumínio e/ou níquel para produção de hidrocarbonetos. As biomassas foram caracterizadas quanto a sua análise imediata e composição bioquímica como também por TG/DTG, FTIR e EDX. Os catalisadores sintetizados foram caracterizados por EDX, DRX e adsorção/dessorção de N2. O estudo cinético para obtenção da energia de ativação aparente envolvida no processo de degradação térmica e catalítica das biomassas foi realizado utilizando o modelo desenvolvido por Flynn, Wall e Ozawa (FWO). Os processos térmicos de pirólise de ambas as biomassas foram realizados em um microreator nas temperaturas de 550, 600 e 650oC e os catalíticos a temperatura de 600oC. As composições bioquímicas da casca da vagem e torta da semente são compatíveis com biomassas lignocelulósicas. Os catalisores sintetizados apresentaram estrutura cristalina predominantemente tetragonal e monoclínica. As energias de ativação envolvidas nas degradações térmicas das biomassas casca da vagem e torta da semente foram 170 e 230 kJ.mol-1 respectivamente. A pirólise da biomassa casca da vagem, nas três temperaturas estudadas, promove um elevado rendimento a aromáticos, já a biomassa torta da semente apresenta um maior rendimento a hidrocarbonetos insaturados. A biomassa torta da semente nas temperaturas de 600oC e 650oC exibe um rendimento a hidrocarbonetos 3 vezes maior que a casca da vagem, devido aos ácidos graxos residuais contidos na torta. Para ambas as biomassas o aumento da temperatura favorece a produção de hidrocarbonetos com número de carbonos entre C5-C11 (faixa da gasolina). Para as duas biomassas ocorre um aumento na produção de hidrocarbonetos muito significativo durante a pirólise catalítica, destacando o catalisador ZrO2-Al2O3, em que são produzidos predominante hidrocarbonetos na faixa da gasolina e querosene, evidenciando que essas biomassas, que possuem alto teor de voláteis e baixos teores de umidade, carbono fixo e cinzas, são promissoras para a obtenção de hidrocarbonetos.