64ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 12. Engenharia Química

ESTUDO DA ESTABILIDADE DO BIO-ÓLEO PROVENIENTE DA PIRÓLISE DE BIOMASSA

Eliziane Larissa de Oliveira 1 João Paulo Vaz da Silva 2 Marcelo da Silva Batista 3

1. Depto de Engenharia Química - UFSJ 2. Depto de Engenharia Química - UFSJ 3. Prof. Dr. / Orientador - Depto de Engenharia Química - UFSJ

INTRODUÇÃO:

A biomassa é considerada como a maior fonte renovável de energia. O bio-óleo (mistura complexa de moléculas de diferentes tamanhos) é produto do processo de pirólise rápida da biomassa. Este óleo é um combustível de segunda geração que não compete com a plantação de alimentos, pois sua matéria-prima é resíduo que, de outra forma, seria simplesmente descartado. Os principais problemas do uso direto do bio-óleo como combustível é a baixa volatilidade, alta viscosidade, coqueificação, corrosividade e baixa estabilidade. Considerando a relevância de se conhecer as propriedades do bio-óleo obtido pela pirólise rápida da biomassa, este trabalho tem como objetivo o estudo da estabilidade do bio-óleo e de misturas de bio-óleo com etanol, em função do tempo de estocagem, como também a retirada da fase orgânica do bio-óleo e sua caracterização. A estabilidade será avaliada através de medidas de pH, viscosidade e tensão superficial de amostras de bio-óleo e de misturas de bio-óleo (0, 2, 5, 10, 15 e 20% v/v) com etanol absoluto. Será feito o balanço de massa fase orgânica/fase aquosa e a fase orgânica será avaliada por medidas de pH e viscosidade.

METODOLOGIA:

O bio-óleo utilizado é derivado da biomassa de eucalipto, foi produzido pela BIOWARE – Tecnologias de Termoconversão de Biomassa S/C LTDA. Foram preparadas amostras de bio-óleo com adição de 0, 2, 5, 10, 15 e 20 % de etanol absoluto, que foram estocadas por 15,30,45 e 60 dias. Foi utilizada uma solução 0,5 mol/L de bicarbonato de sódio para extração e obtenção das fases orgânica e aquosa do bio-óleo. As medidas de pH, os ensaios de viscosidade e as medidas de tensão superficial foram realizadas em aparelhos específicos.

RESULTADOS:

Os demonstraram que a viscosidade aumenta com o aumento do tempo de armazenamento, pois os constituintes do bio-óleo reagem entre si e formam outras moléculas durante a estocagem. A adição de etanol ao bio-óleo comprovou que a viscosidade diminui com o aumento do teor de etanol na mistura bio-óleo/etanol. A redução da viscosidade ocorre devido às reações químicas entre o solvente e os componentes do bio-óleo. O aumento da temperatura também reduziu a viscosidade de todas as amostras. Entre as misturas bio-óleo/etanol, durante o tempo de estocagem estudado, a menor variação na viscosidade foi observada na mistura com maior teor de etanol, indicando assim que este é eficiente para evitar o envelhecimento. O pH do bio-óleo está em torno de 2,28, indicando ser um composto ácido. A tensão superficial diminui linearmente com o aumento do teor de álcool, esta variação ocorre devido ao álcool quebrar ligações óleo-óleo para formar ligações álcool-óleo que são menos intensas. Obteve-se após a extração aproximadamente de 70% (m/m) de fase orgânica. Esta fase orgânica possui pH em torno de 4,58 e viscosidade pouco acima à do bio-óelo, indicando que a mesma é responsável pela alta viscosidade do óleo inicial, porém é a fase aquosa que é a responsável pela acidez do mesmo.

CONCLUSÃO:

Os resultados mostraram que, nas condições estudadas, a viscosidade aumenta com o aumento do tempo de estocagem. Estes resultados indicam que os constituintes do bio-óleo podem reagir entre si e formar outras moléculas durante o armazenamento. O aumento da temperatura e do teor de etanol na mistura bio-óleo+etanol reduzem a viscosidade. No entanto, nas condições estudadas, a adição de etanol parece ser mais significativa para reduzir a viscosidade do bio-óleo que o aumento da temperatura. Esta redução na viscosidade foi mais acentuada em teores de etanol menores que 5%. A tensão superficial diminui linearmente com o aumento do teor de etanol. O bio-óleo possui quantidade significativa de compostos ácidos e, consequentemente, valores de pH entre 2 e 3. Após as três extrações, a fase orgânica representa aproximadamente 70% do bio-óleo. A viscosidade da fase orgânica aumentou, em relação a do bio-óleo, devido a esta deter grande parte dos compostos pesados presente no óleo puro. O pH da fase aquosa permaneceu próximo ao pH do bio-óleo, enquanto que o pH da fase orgânica aumentou a cada extração. Este resultado mostra que a maior parte dos compostos ácidos encontra-se na fase aquosa, após as três extrações.

Palavras-chave: Bio-óleo, Estabilidade, Biomassa.