Valorização de resíduos da indústria cafeeira: pirólise lenta e caracterização química dos bio-óleos via espectrometria de massas de alta resolução

Teixeira, Lucas Rodrigues Cunha

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/18685

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Valorização de resíduos da indústria cafeeira: pirólise lenta e caracterização química dos bio-óleos via espectrometria de massas de alta resolução
Author(s)/Inventor(s):	Teixeira, Lucas Rodrigues Cunha
Advisor:	Azevedo, Débora de Almeida
Co-advisor:	Silva, Raquel Vieira Santana da
Abstract:	O Brasil é o maior exportador e produtor mundial de café e o ministério da agricultura projeta que a produção tende a aumentar, e consequentemente a geração de resíduos. Neste contexto, o trabalho tem como objetivo investigar a obtenção de produtos de maior valor agregado pelo uso de processo de pirólise de resíduos da indústria cafeeira, palha de café e borra de café. Também visa realizar a caracterização química molecular e individual dos bio-óleos produzidos por espectrometria de massas de alta resolução do tipo Orbitrap. As duas biomassas foram submetidas ao processo de pirólise lenta. Os experimentos foram conduzidos até as temperaturas máximas de 300 e 400°C, sendo essa a única variável modificada. Os bio-óleos foram analisados por espectrometria de massas de alta resolução com ionização por electrospray nos modos positivo e negativo no sistema Orbitrap QExactive Plus, para investigação dos compostos polares e não volatilizáveis. Os rendimentos dos bio-óleos foram de 21,5 ± 0,8 % m/m e 6,4 ± 1,1 % m/m para a pirólise da borra e da palha de café, respectivamente. Na investigação dos íons detectados nos dois modos de ionização foram propostas as mesmas classes heteroatômicas com variações da abundância relativa, com os compostos nitrogenados e oxigenados sendo a maioria das substâncias na composição dos bio-óleos. No modo negativo, as classes atribuídas foram O2, O3, N4, O3S e N2O6, que somaram em média 94% dos picos dos íons totais. A classe de ácidos carboxílicos foi a principal função proposta para o modo negativo, totalizando 88% e 80% dos íons detectados para os bio-óleos da borra e da palha de café, respectivamente. Compostos sulfurados também foram atribuídos no modo negativo para ambos os bio-óleos, com abundância relativa de 5% em média. No modo positivo, as cinco classes mais abundantes (N2, NO, N, N2O e N3) somaram em média 50% dos íons totais detectados, e pirróis, piridinas e imidazóis foram as funções atribuídas mais abundantes, correspondendo a 36% em média do total de íons detectados. A temperatura influenciou na composição do produto final. Nos bio-óleos submetidos à temperatura de 400 °C foi notada uma redução da abundância relativa de compostos das classes N2O, NO, O2 e O3. Por outro lado, houve um aumento na presença das classes O3S e N3. O uso de diferentes temperaturas e biomassas resultou em bio-óleos com quantidade de nitrogenados e oxigenados próximas, diferenciando-se apenas na proporção entre as classes presentes. Sendo assim, a pirólise lenta demonstrou ser uma boa opção de aproveitamento para a borra e a palha de café, sendo que a temperatura de 300°C se mostrou uma melhor opção energética, e a caracterização química dos bio-óleos revelou que são constituídos por uma ampla variedade de funções químicas, representando potencial para aplicação em diversas áreas da indústria química.
Keywords:	Geração de resíduos Indústria cafeeira Pirólise Espectrometria
Subject CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
Production unit:	Escola de Química
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	10-Aug-2022
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Appears in Collections:	Engenharia Química

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