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http://hdl.handle.net/1843/57560| Type: | Dissertação |
| Title: | Estudo da decomposição térmica do biocarvão de macaúba |
| Authors: | Mariana Gualberto de Mendonça |
| First Advisor: | Rita de Cássia de Oliveira Sebastião |
| First Co-advisor: | Maria Betânia de Freitas Marques |
| First Referee: | Marcelo Machado Viana |
| Second Referee: | Renata Costa Silva Araújo |
| Abstract: | A cinética de decomposição térmica de sólidos envolve a determinação de parâmetros em calorimetria importantes para o conhecimento de materiais promissores para a geração de energia sustentável. Essa investigação é feita tradicionalmente através de análise termogravimétrica, a partir da qual é possível obter informações detalhadas do processo de decomposição. Os dados experimentais são tratados por metodologias tradicionais, como a de Vyazovkin, ou inovadoras, como a rede neural artificial, a fim de obter parâmetros cinéticos descritivos dos fenômenos. Com o atual panorama energético mundial, o desenvolvimento de fontes energéticas alternativas que sejam sustentáveis e renováveis é imprescindível. Assim, nesse trabalho, foram estudados biocarvões que são subprodutos da liquefação térmica de diferentes partes do fruto da macaúba, em diferentes solventes, sendo elas: endocarpo, torta da polpa e torta da amêndoa em etanol anidro e hidratado. Foram feitas análises termogravimétricas dinâmicas das amostras , em três razões de aquecimento para o estudo de sua cinética de decomposição e comportamento térmico. Foi observado que os biocarvões feitos a partir da torta de amêndoa são mais estáveis termicamente, mostrando menor velocidade média de decomposição e valores de energia de ativação de aproximadamente 88 a 119 kJ mol-¹. Os biocarvões do endocarpo apresentaram energia de ativação de 86 a 108 kJ mol-¹, e, descontando esse valor da energia total liberada pela sua queima, apresentaram o maior saldo energético final. O ajuste das curvas de grau de conversão em função da temperatura pelos modelos cinéticos tradicionais apresentou erro elevado, sendo que a maioria dos biocarvões apresenta o modelo de segunda ordem, F2, como o que melhor ajusta os dados experimentais. O ajuste das curvas pela rede neural indicou resultados mais assertivos, com menor erro, e mostra que os modelos de Avrami-Erofeyev têm maior contribuição na descrição do evento, o que confirma que a decomposição dos biocarvões apresenta mecanismo reacional complexo e potencial como fonte alternativa de energia. |
| Abstract: | The kinetics of the thermal decomposition of solids involves the determination o important calorimetric parameters for the knowledge of promising materials for sustainable energy generation. This study is done traditionaly through Termogravimetric Analysis, with which is possible to obtain detailed informations about the decomposition reaction. With these, we can utilize traditional methodologies, like the Vyazovkin method, or inovative ones, for instance an artificial neural network, in order to gather kinetic descriptive paramethers of the reactions. Taking into account the current global energetic panorama, the development of new energetic sources, that are sustainable and renewable, is essential. Therefore, in this work, different samples of biochar were studied. These were by-products of the thermal liquefation of different parts of the Macaúba fruit, which are: the endocarp, the kernel cake, and the pulp cake, and those were also done in different solvents. Thus, in order to study the kinetic decomposition and thermal behaviour of the biochars, dinamic thermogravimetric analysis were made, employing three different heating rates. It was observed that the biochars made from the kernel cake are thermically more stable, with lower medium velocity of decomposition and values of activation energy varying from 88 to 119 kJ mol-¹. On the other hand, the endocarp biochars showed an activation energy varying from 86 to 108 kJ mol-¹, and, subtracting this value from the total energy released from its combustion, presented a higher final energetic balance. The traditional kinetic models fit of the graphical curves of conversion degree and temperature had a high error value. The main model that fitted best the experimental data of the biochars was the F2 model. Finally, the neural network fit got more assertive outcomes, with lower error, and showed that the Avrami-Erofeyev models have higher contribution for the description of the event. This result confirms that the decomposition event of the biochars does have a complex reactional mechanism. |
| Subject: | Físico-quimica Termogravimetria Análise térmica Cinética química Biocarvão Macaúba Redes neurais (Computação) Decomposição química Biocombustíveis Biomassa Estabilidade Energia – Fontes alternativas |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Química |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/57560 |
| Issue Date: | 19-May-2023 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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