Análise da co-pirólise do pseudocaule de bananeira e resíduos plásticos por termogravimetria: caracterização cinética e modelagem por redes neurais artificiais

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dc.contributor.advisor1Lira, Taisa Shimosakai de
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/000000022690242X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8699243861996813
dc.contributor.authorNepomucena, Thâmara Vieira
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-5721-1528
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0749470696531423
dc.contributor.referee1Arrieche, Leonardo da Silva
dc.contributor.referee2Bacelos, Marcelo Silveira
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000208386839
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3741207242086712
dc.contributor.referee3Nariyoshi, Yuri Nascimento
dc.date.accessioned2024-05-29T20:55:27Z
dc.date.available2024-05-29T20:55:27Z
dc.date.issued2023-09-27
dc.description.abstractThe high oxygen content in bio-oil obtained from the pyrolysis of lignocellulosic biomass may make its use as a fuel unviable. One strategy to mitigate this issue is deoxygenation through co-pyrolysis of biomass with plastic waste. Thus, the general objective of this work was to analyze the co-pyrolysis of banana pseudostem and plastic waste by thermogravimetry. Initially, the results of the chemical characterization indicated polypropylene as the most suitable plastic exhaust for bio-oil improvement, compared to polyethylene, as it contains greater amounts of hydrogen and the absence of oxygen. Subsequently, all parameters used to characterize co-pyrolysis, through thermogravimetric analysis, increased as the proportion of plastics in the mixture increased. This suggests that the initial temperature, maximum mass loss rate, peak temperature, final residual mass, and pyrolysis performance are specific primarily to plastics. Even so, artificial neural networks showed excellent prediction capacity for thermogravimetry data, with brightness coefficients greater than 0.999. The activation energies estimated with the data predicted by the neural networks were very close to those discovered experimentally. Finally, as the main contribution made to the topic of this research and future application of this process, the best conditions presented for the reports: a mixture containing 25% polyethylene mass and 75% banana pseudostem mass, using a heating rate of 30 K/min, and another mixture with 50% polypropylene mass and 50% banana pseudostem mass, using a heating rate of 10 K/min.
dc.description.resumoO alto teor de oxigênio no bio-óleo obtido da pirólise de biomassa lignocelulósica pode tornar seu uso como combustível inviável. Uma estratégia para mitigar esta questão é a desoxigenação por meio da co-pirólise da biomassa com resíduos plásticos. Assim, o objetivo geral deste trabalho foi analisar a co-pirólise do pseudocaule da bananeira e resíduos plásticos por termogravimetria. Inicialmente, os resultados da caracterização química indicaram o polipropileno como o resíduo plástico mais adequado para o melhoramento do bio-óleo, em comparação ao polietileno, pois contém maiores quantidades de hidrogênio e ausência de oxigênio. Na sequência, todos os parâmetros usados para caracterizar a co-pirólise, por meio de análise termogravimétrica, aumentaram à medida que se aumentou a proporção dos plásticos na mistura. Isso sugere que a temperatura inicial, taxa máxima de perda de massa, temperatura de pico, massa residual final e desempenho da pirólise são determinados principalmente pelos plásticos. Ainda, as redes neurais artificiais mostraram uma ótima capacidade de previsão dos dados de termogravimetria, com coeficientes de correlação maiores que 0,999. As energias de ativação estimadas com os dados previstos pelas redes neurais se mostraram muito próximas das obtidas experimentalmente. E por fim, como principal contribuição dada ao tema desta pesquisa e futura aplicação deste processo, as melhores condições identificadas para as reações: uma mistura contendo 25% de massa de polietileno e 75% de massa de pseudocaule de bananeira, utilizando uma taxa de aquecimento de 30 K/min, e outra mistura com 50% de massa de polipropileno e 50% de massa de pseudocaule de bananeira, empregando uma taxa de aquecimento de 10 K/min.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/12570
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Energia
dc.publisher.departmentCentro Universitário Norte do Espírito Santo
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Energia
dc.rightsopen access
dc.subjectEnergia renovável
dc.subjectGestão de resíduos sólidos
dc.subjectPolietileno tereftalato
dc.subjectPolipropileno
dc.subjectModelo cinético
dc.subjectPerceptron multicamadas
dc.subject.cnpqEngenharia/Tecnologia/Gestão
dc.titleAnálise da co-pirólise do pseudocaule de bananeira e resíduos plásticos por termogravimetria: caracterização cinética e modelagem por redes neurais artificiais
dc.typemasterThesis
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