Obtenção de bio-óleo a partir de celulignina de palha de cana-de-açúcar por liquefação térmica

Abstract

A liquefação térmica é um processo de despolimerização termoquímica, capaz de converter matéria orgânica em bio-óleo, em condições de alta temperatura e alta pressão, adequado para o processamento de biomassas úmidas, sem necessitar de uma etapa prévia para secagem. O presente trabalho aborda a produção de bio-óleo, utilizando a celulignina obtida da palha de cana-de-açúcar como biomassa. Os solventes aplicados foram a água, que representa o solvente mais utilizado em processos de liquefação térmica, e o etanol, visto que o Brasil é o maior produtor mundial deste solvente orgânico, gerando bilhões de litros por ano. A fim de avaliar o rendimento dos bio-óleos, foram definidos três parâmetros, sendo eles a temperatura, o tempo de residência e a presença de catalisador no sistema - carbonato de potássio. O maior rendimento de bio-óleo obtido utilizando água como solvente ocorreu nas condições de 350 °C, 0 minutos de tempo de residência, com rendimento médio de 25,4%, enquanto que, utilizando etanol como solvente, o maior rendimento de bio-óleo ocorreu com temperatura de 300 °C e 30 minutos de tempo de residência, com rendimento médio de 38,9%, sem o uso de catalisador para ambos os solventes. Os resultados expuseram a influência dos parâmetros definidos sobre o rendimento de bio-óleo dos ensaios realizados, definindo regiões de maior e menor produção de bio-óleo. Análises de determinação de teor de água, poder calorífico superior e componentes majoritários também foram realizadas, utilizando os bio-óleos de maior rendimento como amostras. As amostras de bio-óleo obtidas utilizando água como solvente apresentaram teor de água médio de 9,0%, enquanto as amostras produzidas com etanol apresentaram resultado médio de 5,2%, utilizando as duplicatas obtidas nas condições de maior rendimento de bio-óleo para cada solvente. As amostras apresentaram poder calorífico semelhante na faixa de 31,8 MJ/kg e 29,8 MJ/kg, em média, para as amostras obtidas com água e etanol, respectivamente. Os bio-óleos também apresentaram componentes majoritários similares, com presença marcante de álcoois e fenóis. Nesse contexto, processos de upgrade podem ser implementados, elevando a qualidade do biocombustível.