Estudio del Mecanismo de Pirólisis de Residuos de Yuca Mediante Análisis Termogravimétrico Acoplado a la Espectroscopía Infrarroja

• Pugliese Barbosa, Katherine ^[1] ; Dávila Caro, Loraine I. ^[2] ; York Castillo , Santiago ^[3] ; Albis Arrieta, Alberto R. ^[4] ; Yepes Maya, Diego M. ^[5] ; Espinosa Sarmiento, Angie L. ^[5] ; Restrepo Betancourt, Juan B. ^[4]
  1. [1] Universidade do Estado do Rio de Janeiro

     Universidade do Estado do Rio de Janeiro

     Brasil

     
  2. [2] Universidade Federal de Itajubá

     Universidade Federal de Itajubá

     Brasil

     
  3. [3] Universidade Federal Fluminense

     Universidade Federal Fluminense

     Brasil

     
  4. [4] Universidad del Atlántico

     Universidad del Atlántico

     México

     
  5. [5] 2Universidade Federal de Itajubá

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• Localización: Ingenio Magno, ISSN-e 2422-2399, ISSN 2145-9282, Vol. 13, Nº. 2, 2022 (Ejemplar dedicado a: Ingenio Magno vol. 13-2), págs. 42-47
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    En el presente trabajo se realizó la pirólisis de residuos de yuca mediante análisis termogravimétrico acoplado a espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Los residuos de biomasa de partida se caracterizaron a partir del poder calorífico. análisis inmediato y elemental. Los experimentos se realizaron utilizando tres velocidades de calentamiento (50, 75 y 100 K/min) en atmósfera inerte con una rampa de calentamiento desde temperatura ambiente (~25 °C) hasta 900 °C.. Los resultados de la caracterización inicial mostraron que el bajo contenido en cenizas del 1,8% en masa y el alto poder calorífico de 15,2 MJ/kg, hacen de este residuo un candidato potencial para el uso energético. Durante el tratamiento térmico en atmósfera inerte, los residuos de yuca experimentaron un evento principal de pérdida de masa a 339,57 °C para 50 y 75 K/min y un desplazamiento de 34 °C cuando se trató la muestra a 100 K/min.   En los perfiles termogravimétricos, las muestras tratadas a 50 y 75 K/min tienen un comportamiento similar, sin embargo, se encontró una mayor pérdida de masa cuando la muestra se somete a 50 K/min, resultando en un 12,15% del char, sin embargo, a 50 K/min la tasa de descomposición es menor en el evento principal en comparación con las otras tasas de calentamiento más altas. Al analizar los espectros FTIR, se detectó la formación de bandas de estiramiento de CO2, metano, grupo hidroxilo, metoxi y carboxilo asignadas a alcoholes, éteres y ácidos carboxílicos, respectivamente, producto de la descomposición de celulosa, hemicelulosa y lignina.

  • português

    No presente trabalho foi realizada a pirólise dos resíduos de mandioca através de análise termogravimétrica acoplada a espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os resíduos da biomassa de partida foram caracterizados a partir de poder calorífico. análise imediata e elementar. Os experimentos foram realizados usando três taxas de aquecimento (50, 75 e 100 K/min) em uma atmosfera inerte com uma rampa de aquecimento desde a temperatura ambiente (~25 °C) até 900 °C.. Os resultados da caracterização inicial mostraram que o baixo teor de cinzas do 1.8% em massa e o alto poder calorífico de 15.2 MJ/kg, fazem esse resíduo um candidato potencial para uso energético. Durante o tratamento térmico em atmosfera inerte, o resíduo de mandioca experimentou um evento principal de perda de massa a 339.57 °C para 50 e 75 K/min e se desloque 34 °C ao tratar a amostra a 100 K/min.   Nos perfis termogravimétricos, as amostras tratadas a 50 e 75 K/min possuem comportamentos similares, porém, encontrou-se uma maior perda de massa quando a amostra é submetida a 50 K/min, resultando em 12,15% do carbonizado, no entanto a 50 K/min a taxa de decomposição é menor no evento principal comparado com as outras taxas de aquecimento mais alta. Ao analisar os espectros de FTIR, detectou-se a formação de CO2, metano, bandas de estiramento do grupo hidroxila, metoxi e carboxila atribuídas a álcoois, éteres e ácidos carboxílicos, respectivamente, produto da decomposição da celulose, hemicelulose e lignina.

  • English

    In the present work, pyrolysis of cassava residues was carried out through thermogravimetric analysis coupled with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The starting biomass residues were characterized based on calorific value. immediate and elementary analysis. The experiments were carried out using three heating rates (50, 75 and 100 K/min) in an inert atmosphere with a heating ramp from room temperature (~25 °C) to 900 °C. Initial characterization results showed that the low ash content of 1.8% by mass and the high calorific value of 15.2 MJ/kg make this residue a potential candidate for energy use. During the heat treatment in an inert atmosphere, the cassava residue experienced a main event of mass loss at 339.57 °C for 50 and 75 K/min and displacement by 34 °C when treating the sample at 100 K/min. In the thermogravimetric profiles, the samples treated at 50 and 75 K/min have similar behaviors, however, a greater loss of mass was found when the sample is submitted to 50 K/min, resulting in 12.15% of the carbonized, however at 50 K/min the decomposition rate is lower in the main event compared to the other higher heating rates. By analyzing the FTIR spectra, it was detected the formation of CO2, methane, stretching bands of the hydroxyl, methoxy and carboxyl groups attributed to alcohols, ethers and carboxylic acids, respectively, decomposition product of cellulose, hemicellulose and lignin.