Avaliação do potencial econômico e social de resíduo do cerrado brasileiro como uso de adsorvente para remoção de poluentes

Biomass is an alternative used as energy and biofuel generation in the biorefinery sector. Due to the significant production of biomass in the Brazilian Cerrado, this research investigated the potential of the application of bioproducts resulting from the pyrolysis process (bio-oil and biochar) of the pequi bark (Caryocar brasilienses) regarding their use for the generation of products from added value. The slow pyrolysis process took place at 500 °C for 30 minutes. After the pyrolytic process, yields of 30.5% of bio-oil and 34% of biochar were obtained and characterized using analytical tests such as: immediate analysis (moisture content, volatile matter, fixed carbon and ash content), analysis elemental for the determination of the percentage of carbon (C), sulfur (S), hydrogen (H), nitrogen (N) and oxygen (O), calorific value, pH, mid-infrared spectroscopy (FTIR), surface area determination ( BET and Langmuir) and coupled gas chromatography (GC MS). Bio-oil showed promise due to the presence of valuable chemical products in its fraction, such as: vacenic acid (21.23%), palmitic acid (19.73%) and furfural (7.04%). Pequi bark biochar was activated (BACP) with Zinc Chloride (ZnCl2) and presented a surface area of 30.30 m²/g (BET) and 39.11 m²/g (Langmuir) and calorific value greater than 29.59 kJ.g-1, satisfactory results. Then, BACP was used, in a fixed bed column adsorption system, in order to verify the efficiency in removing pollutants at different concentrations: Methylene Blue (3 mg/L) and Paracetamol (5, 10 and 15 mg/L). Regarding the fixed bed column adsorption system, the best adsorption rate (3.21 mg/g) was that of Paracetamol with 5 mg/L, surpassing the other concentrations studied. The column with Methylene Blue (3mg/L) adsorbed 8.07 mg/g and obtained a maximum efficiency of 100% of dye removal, the best result identified. Thomas' mathematical model was used to investigate the fit of the data obtained from the adsorption systems, with coefficients of determination (R²) greater than 0.90, in all conditions of the adsorption columns, demonstrating an excellent fit of the data with the mathematical model . The results presented indicate that the use of BACP has great potential to minimize the impacts caused by the contamination of Methylene Blue and Paracetamol in water bodies and effluents. In short, the use of pequi peel as a raw material for the production of bio-oil and biochar proved to be promising, in addition to all the application possibilities presented in this research. The use of this biomass reduces environmental impacts and contributes to the pequi production chain, benefiting extractive communities that make a living from the collection and sale of the fruit, as the pequi peel, which is usually discarded, can be inserted into other segments.A biomassa é uma alternativa empregada como geração de energia e biocombustível no ramo da biorrefinaria. Por causa da produção significativa de biomassa no Cerrado brasileiro, esta pesquisa investigou o potencial da aplicação dos bioprodutos resultantes do processo de pirólise (bio-óleo e biochar) da casca do pequi (Caryocar brasilienses) quanto à sua utilização para a geração de produtos de valor agregado. O processo de pirólise lenta ocorreu a 500 °C por 30 minutos. Após o processo pirolítico, rendimentos de 30,5 % de bio-óleo e 34% do biochar foram obtidos e caracterizados, utilizando testes analíticos, como: análise imediata (teor de umidade, matéria volátil, carbono fixo e teor de cinzas), análise elementar para a determinação do percentual de carbono (C), enxofre (S), hidrogênio (H), nitrogênio (N) e oxigênio (O), valor calorífico, pH, espectroscopia de infravermelho médio (FTIR), determinação da área superficial (BET e Langmuir) e cromatografia gasosa acoplada (GC-MS). O bio-óleo mostrou-se promissor em razão da presença de produtos químicos valiosos em sua fração, tais como: ácido vacênico (21,23%), ácido palmítico (19,73%) e furfural (7,04%). O biochar de casca de pequi foi ativado (BACP) com Cloreto de Zinco (ZnCl2) e apresentou área superficial de 30,30 m²/g (BET) e 39,11 m²/g (Langmuir) e poder calorífico superior a 29,59 kJ.g-1 , resultados satisfatórios. Em seguida, o BACP foi utilizado, em um sistema de adsorção de coluna em leito fixo, a fim de verificar a eficiência na remoção dos poluentes em diferentes concentrações: Azul de Metileno (3 mg/L) e Paracetamol (5, 10 e 15 mg/L). A respeito do sistema de adsorção em coluna de leito fixo, a melhor taxa de adsorção (3,21 mg/g) foi do Paracetamol com 5 mg/L, superando as demais concentrações estudadas. A coluna com Azul de Metileno (3mg/L) adsorveu 8,07 mg/g e obteve eficiência máxima de 100% de remoção do corante, melhor resultado identificado. O modelo matemático de Thomas foi usado para investigar o ajuste dos dados obtidos dos sistemas de adsorção, apresentando coeficientes de determinação (R²) superiores a 0,90, em todas as condições das colunas de adsorção, demonstrando ótimo ajuste dos dados junto ao modelo matemático. Os resultados apresentados indicam que o uso do BACP possui grande potencial, para a minimização dos impactos desencadeados pela contaminação do Azul de Metileno e do Paracetamol, em corpos hídricos e efluentes. Em suma, o aproveitamento da casca do pequi como matéria-prima para a produção de bio-óleo e biochar mostrou-se promissor, além de todas as possibilidades de aplicação apresentados nesta pesquisa. O uso dessa biomassa reduz impactos ambientais e contribui para a cadeia produtiva do pequi, beneficiando as comunidades extrativistas que vivem da coleta e venda do fruto, pois a casca do pequi que, geralmente é descartada, poderá ser inserida em outros segmentos