[pt] ESTUDO DAS CONDIÇÕES OPERACIONAIS PARA LIQUEFAÇÃO HIDROTÉRMICA DA BIOMASSA DE KAPPAPHYCUS ALVAREZII PARA A PRODUÇÃO DE BIO-ÓLEO E BIOCARVÃO

[en] STUDY OF OPERATIONAL CONDITIONS FOR HYDROTHERMAL LIQUEFACTION OF KAPPAPHYCUS ALVAREZII BIOMASS TO PRODUCE BIO-OIL AND BIOCHAR

[pt] ADRIEL MARTINS DA SILVA

[pt] ALGA

[pt] GLICEROL

[pt] LIQUEFACAO HIDROTERMAL

[pt] BAGACO DE CANA DE ACUCAR

[pt] ETANOL

[en] ALGAE

[en] GLYCEROL

[en] HYDROTHERMAL LIQUEFACTION

[en] SUGARCANE BAGASSE

[en] ETHANOL

[pt] A liquefação hidrotérmica (HTL, do inglês Hydrothermal Liquefaction) surge como uma técnica alternativa para gerar recursos energéticos. O uso de algas passa ser atraente, uma vez que elas representam uma promissora fonte de biomassa mitigando as limitações das fontes de primeira e segunda geração na produção de bio-óleos. Diante deste cenário, foi realizado um estudo que buscou investigar a produção de bio-óleo a partir da alga Kappaphycus alvarezii (KA) sob diferentes condições por HTL. Foi realizada a caracterização da alga que demostrou através da análise imediata e química que se tratava de uma biomassa com considerável teor de carboidrato, rica em teor de cinza e baixo teor de lipídio. Também foram realizadas análises de TGA e FTIR. O estudo examinou duas abordagens: liquefação direta e com glicerol como cossolvente em temperaturas de 250 e 300 graus Celsius por 15 e 45 minutos. O etanol foi adicionado como cossolvente para possibilitar a liquefação em condições mais brandas de temperatura e tempo de residência (200 graus Celsius por 15 minutos). O bagaço de cana-de-açúcar (BCA) também foi utilizado na co-liquefação para aumentar a eficiência do processo. A HTL da alga usando etanol como cossolvente na temperatura resultou em um rendimento do bio-óleo da ordem de 16,5 por cento em massa, seguido pela HTL da mistura KA/BCA (50 por cento) e BCA puro com 12,9 e 6,3 por cento, respectivamente. Também foi realizado um estudo cinético da pirólise da alga demonstrando que o modelo Coast-Redfend foi o único que melhor se ajustou a curva de degradação. Além disso, foi realizado análises de ATR e cromatografia gasosa para caracterizar o bio-óleo. Concluiu-se que o estudo demonstrou que a alga KA tem potencial como matéria-prima para a produção de bio-óleo.

[en] Hydrothermal liquefaction (HTL) emerges as an alternative technique for generating energy resources. The use of algae becomes attractive as they represent a promising source of biomass, mitigating the limitations of firstand second-generation feedstocks in bio-oil production. In this context, a study was conducted to investigate the bio-oil production from the alga Kappaphycus alvarezii (KA) under different HTL conditions. The characterization of the alga showed through proximate and chemical analysis that it is a biomass with a considerable carbohydrate content, high ash content, and low lipid content. TGA and FTIR analyses were also performed. The study examined two approaches: direct liquefaction and liquefaction with glycerol as a cosolvent at temperatures of 250 and 300 per cent for 15 and 45 minutes. Ethanol was added as a cosolvent to enable liquefaction under milder temperature conditions and residence time (200 graus Celsius for 15 min). Sugarcane bagasse (BCA) was also used in co-liquefaction to increase process efficiency.HTL of the alga using ethanol as a cosolvent at the temperature resulted in a bio-oil yield of approximately 16.5 per cent by mass, followed by HTL of the KA/BCA (50 per cent) mixture and pure BCA with 12.9 per cent and 6.3 per cent, respectively. A kinetic study of the alga pyrolysis was also conducted, demonstrating that the Coast-Redfend model was the best fit for the degradation curve. Furthermore, ATR analysis and gas chromatography were performed to characterize the bio-oil. It was concluded that the study demonstrated that the alga KA has potential as a feedstock for bio-oil production.

FLAVIA DE MIRANDA GONCALVES

ALEXANDRE VARGAS GRILLO

ROGERIO NAVARRO CORREIA DE SIQUEIRA

FLAVIA DE MIRANDA GONCALVES

RODRIGO FERNANDES MAGALHAES DE SOUZA

DAVID VILAS BOAS DE CAMPOS

2025-05-15

2024-10-18

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.70456