Prospecção de bioprodutos a partir da degradação termoquímica do sabugo de milho visando aplicação industrial

The present work aims to effect the thermal degradation of corn cob for the production of bioproducts (bio-oil and activated carbon), the latter being used in the preparation of filters for the dechlorination of water supply. The biomass under study and the products generated by pyrolysis in a fixed bed reactor were analyzed using classical methods (moisture, volatile materials, ash and fixed carbon, lignin, cellulose, hemicellulose and bulk density) and instrumentation (thermogravimetry, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Scanning Electron Microscopy and CHN). The bio-oil was analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). In the pyrolysis process, the following parameters were studied: temperature (360 to 640 ºC) and heating rate (13 to 27 ºC/min), the reaction time was 30 minutes. The dechlorination test using activated carbon obtained in this research was done in a continuous flow filtration column at an average flow rate of 6 mL/min. The results showed that the carbon content (44 %) and the lignin content (28 %) point to the use of the residual biomass studied in this research for the production of bio-oil and activated carbon via the thermal route. The highest yield for solid fraction (activated carbon) was 71.12 % at a temperature of 360 °C with a heating rate of 20 °C/min. While the minimum yield was 21.6 % with a temperature of 600 °C and a heating rate of 25 °C/min. Aliphatic hydrocarbons were found to be higher in the bio-oil in the present study (49 %) followed by 31 % oxygenated aromatic compounds. The bio-oil of the corncob obtained showed the following characteristics: pH 2.5 at a temperature of 25 ºC and apparent density of 1.52 g/cm³. The charcoal obtained in the research presented porous cavities on its surface, which indicates its use in adsorption systems of chemical species. Activated carbon was efficient in the process of dechlorination of the water supply. The efficiency in the removal of chlorine in the filtration system with the coal from this research was 100 % over the monitored period (26 uninterrupted days of operation).O presente trabalho tem como objetivo efetuar a degradação térmica do sabugo de milho para a produção de bioprodutos (bio-óleo e carvão ativado), sendo este último empregado na confecção de filtros para a descloração de água de abastecimento. A biomassa em estudo e os produtos gerados através da pirólise em reator de leito fixo foram analisados através de métodos clássicos (umidade, materiais voláteis, cinzas e carbono fixo, lignina, celulose, hemicelulose e densidade aparente) e instrumentais (termogravimetria, Espectroscopia no Infravermelho com transformada de Fourier, Microscopia Eletrônica de Varredura e CNH). O bio-óleo foi analisado através de Cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massa (CG-MS). No processo de pirólise foram estudados os seguintes parâmetros: temperatura (360 à 640 oC) e taxa de aquecimento (13 à 27 oC/min). O tempo de reação foi de 30 minutos. O teste de descloração empregando o carvão ativado obtido nessa pesquisa foi feito em coluna de filtração em fluxo contínuo a uma vazão média de 6 mL/min. Os resultados obtidos mostraram que o conteúdo de carbono (44 %) e o teor de lignina (28 %), apontam para a utilização da biomassa residual estudada nessa pesquisa para a produção de bio-óleo e carvão ativado via rota térmica. O maior rendimento para fração sólida (carvão ativado) foi de 71,12 %, na temperatura de 360 ºC com a taxa de aquecimento de 20 ºC/min. Enquanto que o rendimento mínimo foi de 21,6 % com uma temperatura de 600 ºC e com uma taxa de aquecimento de 25 ºC/min. Os hidrocarbonetos alifáticos foram encontrados em maior proporção no bio-óleo na presente pesquisa (49 %) seguido dos compostos aromáticos oxigenados com 31 %. O bio-óleo do sabugo de milho obtido apresentou seguintes características: pH 2,5 a uma temperatura de 25 ºC e densidade aparente de 1,52 g/cm³. O carvão obtido na pesquisa apresentou cavidades porosas em sua superfície, o que indica a sua utilização em sistemas de adsorção de espécies químicas. O carvão ativado foi eficiente no processo de descloração da água de abastecimento. A eficiência na remoção de cloro em sistema de filtração com o carvão dessa pesquisa foi de 100 % ao longo do período monitorado (26 dias ininterruptos de operação)