Produção de carvão ativado a partir da pirólise da casca de laranja

Abstract

A busca por alternativas sustentáveis e economicamente viáveis para o aproveitamento de biomassa tem sido motivada pelos impactos ambientais causados pela utilização de combustíveis fósseis na geração de energia, pelo aumento do preço do petróleo - uma fonte não renovável - e pela abundância de resíduos agroindustriais. Ademais, a biomassa representa uma fonte de energia renovável. Como o Brasil é o maior produtor de laranjas do mundo, uma grande quantidade de biomassa residual é gerada, nem sempre recebendo uma destinação final adequada, o que pode ocasionar danos ambientais. Sendo assim, o objetivo deste estudo é converter a casca de laranja em carvão ativado por meio do processo de pirólise e caracterizar o produto resultante. A biomassa seca foi caracterizada através das análises imediatas: teor de umidade (0.88%), teor de cinzas (1.36%), material volátil (85.37%), teor de carbono fixo (12.39%) e densidade (0.44%). A degradação térmica do resíduo foi realizada em reator de leito fixo, em duas temperaturas distintas (500 °C e 600 °C) durante 30 minutos de degradação, a uma taxa de 30 °C/min. O rendimento do carvão ativado foi de 27.092% durante a pirólise realizada a 500 °C, enquanto atingiu 18.094% na pirólise a 600°C. Após a conclusão dos experimentos de pirólise, procedeu-se à coleta, armazenamento e caracterização das amostras de material adsorvente produzido durante esse proceso. A caracterização foi realizada utilizando os mesmos parâmetros que foram aplicados na análise da casca de laranja seca. Além disso, foi conduzido um teste de adsorção de azul de metileno em uma mesa agitadora orbital, seguindo um plano de delineamento de faces centradas com 11 diferentes combinações de massa e concentração de corante. O tempo de adsorção foi mantido constante em 30 minutos, e o volume da solução utilizado em todos os testes foi fixado em 30 mL. O experimento revelou que a capacidade de adsorção desse carvão se torna mais eficiente com uma baixa quantidade de massa e uma alta concentração de corante azul de metileno. Após a análise dos resultados, percebe-se a eficiência da utilização da biomassa da casca de laranja na produção de carvão ativado, com capacidade adsorvente, através da pirólise.