Caracterização de óleos resultantes da pirólise do lodo têxtil

Abstract

A disposição final de resíduos sólidos, provenientes da biomassa do sistema de tratamento biológico de efluentes, representa um grande problema para a indústria têxtil. Uma opção para a minimização desses resíduos é a pirólise, dado o seu potencial econômico e energético. Neste trabalho foram caracterizadas as frações aquosa e orgânica do óleo pirolítico, um dos subprodutos da pirólise do lodo têxtil. A pirólise foi realizada em duas temperaturas: a 310 e 500 °C, com a obtenção de uma fração aquosa (FA310); mistura da fração aquosa com o bio-óleo (OL500), respectivamente, além da fração de alcatrão. A porcentagem da fração líquida foi de 20-27% e a de alcatrão foi de 5-10%, após a pirólise. O óleo pirolítico obtido apresentou pH básico e caráter polar, sendo completamente dissolvido em metanol. Nas frações do óleo também foi encontrado o semimetal silício, o que sugere que esse elemento seja arrastado durante o processo de pirólise. Para identificar os voláteis que são liberados de acordo com as condições de armazenamento do óleo pirolítico foi utilizada a técnica da microextração em fase sólida seguida de análise em cromatógrafo gasoso acoplado a espectrômetro de massas (CG/EM). Para a caracterização das frações FA310 e OL500 foram utilizadas as metodologias de extração líquido-líquido, na qual foram identificados poucos compostos, e a cromatografia líquida preparativa, ambas seguidas de análise por CG/EM. Nas amostras foram encontrados compostos contendo silício, hidrocarbonetos aromáticos, compostos nitrogenados, ésteres, compostos com diversos grupos funcionais, álcoois, compostos com enxofre, carbamatos, alcenos, compostos fenólicos, ácidos carboxílicos, açúcares, alcanos, cicloalcanos, cetonas, esteroides e organofosforados. Após a análise cromatográfica das frações do óleo pirolítico, foram sugeridos usos como: quebradores de espumas, fonte de combustível alternativo e antibacteriano. O bio-óleo e o alcatrão apresentaram alto poder calorífico, sendo comparáveis ao do biodiesel e álcool. O bio-óleo também tem potencial para ser utilizado como antibacteriano, pois impediu o crescimento das bactérias S. aureus e E. coli em concentrações entre 0,0108 e 0,0054 g.mL-1. As frações do óleo têm capacidade para serem utilizadas como quebradores de espuma, sendo que a amostra OL500 possuiu o melhor desempenho, eliminando a coluna de espuma em menos de um minuto.<br>

Abstract : The final disposal of solid wastes from biomass of biological wastewater treatment is a worldwide major problem. An option, to minimize such waste, is pyrolysis, given its economic and energy potential. In this work it was characterized the aqueous and organic fractions of pyrolytic oil, one of the by-products of pyrolysis from textile sludge. Pyrolysis was made in two temperatures: at 310 °C and 500 °C, to obtain an aqueous fraction (FA310); a mixture of aqueous fraction and bio-oil (OL500), respectively, and tar. After pyrolysis, the percentage of the liquid fraction was 20-27% and the tar was 5-10%. The oil had basic pH and polar character, being completely soluble in the methanol. In these fractions, it was also found silicon, suggesting that this element is entrained during the pyrolysis process. In order to identify volatiles which are released in accordance with the storage conditions of the pyrolytic oil, it was used the technique of solid phase microextraction followed by gas chromatography coupled with mass spectrometer (GC/MS) determination. To characterize the fractions FA310 and OL500 it was used the liquid-liquid extraction method, where only few peaks were identified, and preparative liquid chromatography, both followed by GC/MS analysis. In samples it was identified silicon-containing compounds, aromatic hydrocarbons, nitrogen-containing compounds, esters, compounds with different functional groups, alcohols, sulfur-containing compounds, carbamates, alkenes, phenolic compounds, acids, sugars, alkanes, cycloalkanes, ketone, steroids and organophosphates. After chromatographic analysis, it was suggested some uses for the pyrolytic oil fractions, such as defoamers, alternative fuel source and antibacterial usage. The bio-oil and the tar showed a high calorific value, being comparable to the biodiesel and alcohol. The bio-oil also has potential to be used as an antibacterial, since it prevented the growth of S. aureus and E. coli until concentrations between 0.0108 and 0.0054 g.mL-1. The oil fractions have potential to be used as defoamers. However, the sample OL500 showed the best performance, eliminating the column of foam in less than one minute.