C
Para se avaliar a influˆencia da concentra¸c˜ao dos aditivos inorgˆanicos nos produtos pi- rol´ıticos de res´ıduo de tabaco gerados a 500oC, foram realizadas an´alises para concen-
tra¸c˜oes de 5, 10 e 20% de ZnCl2 e MgCl2. Os cromatogramas referentes `as rea¸c˜oes pi-
rol´ıticas do res´ıduo de tabaco acrescido de 5 e 20% de ZnCl2 e MgCl2 est˜ao dispon´ıveis
no Apˆendice E.
A Figura 4.27 apresenta as varia¸c˜oes de ´area de pico cromatogr´afico dos compostos de interesse mencionados na se¸c˜ao 4.3.2, referentes `a pir´olise de res´ıduo de tabaco adici- onado de 5, 10 e 20% de ZnCl2. A varia¸c˜ao das porcentagens de ´area de pico do ´alcool
4-penten-1-ol n˜ao foi estudada para as diferentes concentra¸c˜oes, pois na rea¸c˜ao a 500oC
esse composto n˜ao foi detectado na maioria das an´alises. Nessa temperatura, pequenas porcentagens de ´area de pico cromatogr´afico (cerca de 1,7%) foram identificadas somente para a pir´olise de res´ıduo de tabaco acrescido de 10% de MgCl2.
Figura 4.27: Porcentagens de ´area de pico cromatogr´afico de compostos de interesse para a micro pir´olise do res´ıduo de tabaco + ZnCl2; 5, 10 e 20%, a 500oC.
Pode ser observado na Figura 4.27 que comparando-se os resultados relativos `as diferentes concentra¸c˜oes de ZnCl2 a 500oC, as mais expressivas porcentagens de ´area de
pico de ´acido ac´etico foram detectadas para a concentra¸c˜ao de 5% de aditivo, cerca de 11%.
Para o furfural, dentre as concentra¸c˜oes de ZnCl2 analisadas, as maiores porcenta-
gens de ´area foram identificadas para a maior concentra¸c˜ao (20%), cerca de 15%. Como mencionado na se¸c˜ao 4.3.3, Lu et al. (2011a) investigaram as rea¸c˜oes de micro pir´olise de espiga de milho e madeira de ´alamo adicionados de cloreto de zinco, empregando tempe- raturas de rea¸c˜ao entre 350 e 600oC e concentra¸c˜oes m´assicas de aditivo entre 0-20,46%
para espiga de milho e 0-42,24% para madeira. Identificaram incrementos significativos no conte´udo de furfural com o aumento da concentra¸c˜ao de aditivo. Nas concentra¸c˜oes
mais elevadas, as porcentagens de ´area de furfural atingiram cerca de 75% para a madeira de ´alamo e 70% para a espiga de milho.
O conte´udo de nicotina se mostrou decrescente com o aumento da concentra¸c˜ao de ZnCl2, as porcentagens de ´area de pico variaram de cerca de 15% (5% de aditivo) a
valores em torno de 4% (20% de aditivo). As maiores porcentagens de ´area de limoneno foram identificadas para a concentra¸c˜ao de 10% de ZnCl2, cerca de 4%.
As porcentagens de ´area de pico de compostos fen´olicos apresentaram decr´escimos com o incremento da concentra¸c˜ao m´assica de ZnCl2, variando de cerca de 5% (5% de
aditivo) a cerca de 1% (20% de aditivo). Lu et al. (2011a) tamb´em observaram decr´escimos no teor de compostos fen´olicos nos vapores pirol´ıticos de espiga de milho e madeira de ´alamo na medida em que a concentra¸c˜ao de ZnCl2 era aumentada.
A Figura 4.28 mostra a varia¸c˜ao de porcentagens de ´area de pico para compostos oxigenados, cetonas e alde´ıdos, ´acidos carbox´ılicos e hexadecano referentes `as rea¸c˜oes pirol´ıticas de res´ıduo de tabaco adicionado de ZnCl2 5, 10 e 20% a 500oC.
Figura 4.28: Porcentagens de ´area de pico cromatogr´afico para produtos da micro pir´olise do res´ıduo de tabaco + ZnCl2; 5, 10 e 20%, a 500oC.
Para as rea¸c˜oes de pir´olise realizadas a 500oC, considerando as concentra¸c˜oes
m´assicas de ZnCl2 estudadas, menores porcentagens de ´area de pico de compostos oxige-
nados foram observadas para o res´ıduo de tabaco adicionado de 10% desse sal inorgˆanico, cerca de 35%, como mostra a Figura 4.28. O mesmo comportamento foi notado para cetonas e alde´ıdos, com valores em torno de 10% para o res´ıduo de tabaco adicionado de 10% de ZnCl2.
As porcentagens de ´area de ´acidos carbox´ılicos nos vapores de res´ıduo de tabaco adicionado de ZnCl2 apresentaram tendˆencia de decaimento com o acr´escimo da concen-
maiores porcentagens de ´area de hexadecano foram detectadas para a pir´olise do res´ıduo adicionado de 10% de ZnCl2, valores em torno de 22%.
Portanto, dentre as concentra¸c˜oes de ZnCl2 avaliadas em rea¸c˜oes pirol´ıticas a
500oC, estima-se que o bio-´oleo gerado na pir´olise de res´ıduo de tabaco adicionado de
5% desse sal inorgˆanico apresentar´a maiores teores de ´acido ac´etico. O ´oleo produzido na pir´olise de res´ıduo + 20% de ZnCl2 provavelmente apresentar´a maiores conte´udos de
furfural. Estima-se tamb´em que o incremento da concentra¸c˜ao m´assica de ZnCl2 reduza
os teores de nicotina e compostos fen´olicos no bio-´oleo.
Em rela¸c˜ao `a qualidade do bio-´oleo (pir´olise a 500oC; 5, 10 e 20% de ZnCl
2) como
combust´ıvel, espera-se que um l´ıquido menos oxigenado, menos viscoso, e com maior qualidade de igni¸c˜ao seja obtido na pir´olise de res´ıduo de tabaco adicionado de 10% de ZnCl2. Os resultados indicaram tamb´em que combust´ıveis menos ´acidos ser˜ao obtidos
para a pir´olise de res´ıduo adicionado de 20% de ZnCl2.
Na Figura 4.29 observa-se as varia¸c˜oes de ´area de pico cromatogr´afico dos compos- tos de interesse, mencionados na se¸c˜ao 4.3.2, resultantes da pir´olise de res´ıduo de tabaco adicionado de 5, 10 e 20% de MgCl2 a 500oC.
Figura 4.29: Porcentagens de ´area de pico cromatogr´afico de compostos de interesse para a micro pir´olise do res´ıduo de tabaco + MgCl2; 5, 10 e 20%, a 500oC.
A Figura 4.29 mostra decaimentos significativos nos teores de ´acido ac´etico, ni- cotina e compostos fen´olicos com o aumento da concentra¸c˜ao m´assica de MgCl2. As
porcentagens de ´area de pico de ´acido ac´etico variaram de cerca de 15% para o res´ıduo + MgCl2 5% a valores em torno de 4% para o res´ıduo acrescido de MgCl2 20%. As por-
centagens detectadas para nicotina na pir´olise da biomassa adicionada de 5% de MgCl2
a 500oC foram pr´oximas a 16%, e para o material + 20% de MgCl
2 em torno de 1%.
As porcentagens de ´area de compostos fen´olicos foram reduzidas de cerca de 6% para o res´ıduo de tabaco adicionado de 5% de MgCl2 a valores pr´oximos a 1% para o material
+ 20% de MgCl2.
As porcentagens de ´area de pico de furfural foram acrescidas com o aumento da concentra¸c˜ao m´assica de MgCl2, apresentando valores em torno de 6% para o res´ıduo
acrescido de 5% de MgCl2 e 18% para o res´ıduo + 20% de MgCl2. As porcentagens de
´area de limoneno detectadas para a pir´olise do res´ıduo de tabaco adicionado de 5 e 20% de MgCl2 a 500oC foram pr´oximas a 3%.
Para o res´ıduo de tabaco adicionado de MgCl2 observa-se nos cromatogramas
(500oC) dos Apˆendices D e E maiores valores de porcentagens de ´area de pico de clo-
rometano para concentra¸c˜oes m´assicas de aditivo mais elevadas; cerca de 17,81 ± 0,57% para 5% de aditivo; 20,30 ± 0,93% para 10% de aditivo; e 35,68 ± 3,44% para 20% aditivo; o que indica que a forma¸c˜ao desse composto clorado est´a diretamente relacionada com a concentra¸c˜ao de cloro no material pirolisado. Observando-se os cromatogramas (500oC)
dos Apˆendices C e E percebe-se que dentre as concentra¸c˜ao m´assicas de ZnCl2analisadas,
as porcentagens de ´area de clorometano s˜ao maiores para 20% de aditivo, cerca de 20,89 ± 1,72%.
A Figura 4.30 mostra, para rea¸c˜oes pirol´ıticas a 500oC, que os teores de compos-
tos oxigenados e ´acidos carbox´ılicos nos vapores pirol´ıticos apresentaram redu¸c˜ao com o incremento da concentra¸c˜ao de MgCl2. Os valores de porcentagem de ´area de oxigenados
variaram de cerca de 57% para 5% de MgCl2 a valores pr´oximos a 45% para 20% desse
aditivo. As porcentagens para ´acidos carbox´ılicos foram de cerca de 15% para o res´ıduo acrescido de 5% de MgCl2 e em torno de 5% para o res´ıduo + 20% MgCl2.
Figura 4.30: Porcentagens de ´area de pico cromatogr´afico para produtos da micro pir´olise do res´ıduo de tabaco + MgCl2; 5, 10 e 20%, a 500 oC
As porcentagens de ´area de cetonas e alde´ıdos apresentaram tendˆencia de acr´escimo com o incremento da concentra¸c˜ao m´assica de MgCl2, variando de cerca de 15% a valores
pr´oximos a 25% para o res´ıduo adicionado de 5 e 20% desse sal inorgˆanico, respectiva- mente. Dentre as concentra¸c˜oes de MgCl2 empregadas, as maiores porcentagens de ´area
de hexadecano (pr´oximos de 11%) foram identificados para o res´ıduo de tabaco acrescido de 10% desse aditivo.
Comparando-se as concentra¸c˜oes de MgCl2 utilizadas nas rea¸c˜oes pirol´ıticas a
500oC ´e esperado que o bio-oleo produzido na pir´olise de res´ıduo de tabaco adicionado de
5% desse sal apresente maiores teores de ´acido ac´etico, nicotina e compostos fen´olicos que o bio-´oleo gerado na pir´olise de res´ıduo de tabaco + 10% ou 20% de MgCl2. Espera-se
tamb´em que o combust´ıvel proveniente da pir´olise de res´ıduo + 20% de MgCl2 apresente
maiores conte´udos de furfural. Teores mais elevados de limoneno provavelmente ser˜ao detectados no bio-´oleo de res´ıduo de tabaco adicionado de 5 ou 20% de MgCl2.
Considerando-se a qualidade do bio-´oleo (pir´olise a 500oC; 5, 10 e 20% de MgCl 2)
como combust´ıvel, os resultados indicaram que um l´ıquido menos oxigenado e menos ´acido ser´a obtido na pir´olise de res´ıduo de tabaco adicionado de 20% de MgCl2. Por´em, essa
condi¸c˜ao de rea¸c˜ao geraria um bio-´oleo mais viscoso. O combust´ıvel com maior qualidade de igni¸c˜ao provavelmente ser´a obtido na pir´olise de res´ıduo de tabaco + 10% de MgCl2.
A influˆencia da concentra¸c˜ao de aditivos foi avaliada para a temperatura de 500oC.
Os resultados s˜ao estimativas adequadas para a pir´olise r´apida do res´ıduo de tabaco, mas n˜ao poderiam ser generalizados sem a realiza¸c˜ao de an´alises em outras temperaturas, para se verificar se s˜ao influenciados de forma mais efetiva pela concentra¸c˜ao do aditivo ou sofrem modifica¸c˜oes significativas pela a¸c˜ao da temperatura.