Carbonização hidrotérmica de sementes de açaí (Euterpe oleracea, mart) a quente H2O comprimido
Sementes de açaí; carbonização hidrotérmica; água quente comprimida; análise do processo, HMF, Furfural, Ácido acético, Produção em massa.
Este trabalho visa investigar sistematicamente a influência da temperatura de processo, da relação biomassa/água e das escalas de produção (laboratório e piloto) na composição química das fases aquosa e gasosa e na produção em massa de produtos químicos por processamento hidrotérmico de sementes de Açaí (Euterpe Oleraceae, Mart.). A carbonização hidrotérmica realizada a 175, 200, 225 e 250 °C, 2 °C/min, relação biomassa/água de 1:10, e a 250 °C, 2 °C/min, e relações biomassa/água de 1:10, 1:15 e 1:20, em escala técnica, assim como a 200, 225 e 250 °C, 2 °C/min, relação biomassa/água de 1:10, em escala de laboratório. A composição elementar (C, H, N, S) de fase sólida determinada para calcular o HHV. A composição química da fase aquosa determinada por GC e HPLC e a composição volumétrica da fase gasosa utilizando um analisador de gás infravermelho. Para os experimentos em escala piloto com relação biomassa/água constante de 1:10, os rendimentos das fases sólida, líquida e gasosa variaram entre 53,39 e 37,01% (wt.), 46,61 e 59,19% (wt.), e 0,00 e 3,80% (wt.), respectivamente. O rendimento dos sólidos mostra uma decadência exponencial suave com a temperatura, enquanto o das fases líquida e gasosa um crescimento suave. Variando os rácios biomassa/água, o rendimento dos produtos sólidos, líquidos e gasosos de reação variou entre 53,39 e 32,09% (wt.), 46,61 e 67,28% (wt.), e 0,00 e 0,634% (wt.), respectivamente. O rendimento dos sólidos diminui exponencialmente com o aumento da relação água/biomassa e o da fase líquida aumenta de forma sigmóide. Para uma relação biomassa-água constante, as concentrações de Furfural e HMF diminuem drasticamente com o aumento da temperatura, atingindo um mínimo de 250 °C, enquanto que a dos fenóis aumenta. Além disso, as concentrações de CH3COOOH e de ácidos carboxílicos totais aumentam, atingindo um máximo de 250 °C. Para uma temperatura de processo constante, as concentrações de aromáticos variam suavemente com a temperatura. As concentrações de furfural, HMF e catecol diminuem com a temperatura, enquanto que a dos fenóis aumenta. As concentrações de CH3COOOH e de ácidos carboxílicos totais diminuem exponencialmente com a temperatura. Finalmente, para os experimentos com proporções variáveis de água/biomassa, a produção de produtos químicos (furfural, HMF, fenóis, catecol e ácido acético) na fase aquosa é altamente dependente da proporção de biomassa/água. Para os experimentos em escala laboratorial com relação biomassa/água constante de 1:10, os rendimentos de sólidos variaram entre 55,9 e 51,1% (wt.), mostrando não apenas uma decadência linear com a temperatura, mas também um grau de degradação mais baixo. A composição química dos principais compostos orgânicos (furfural, HMF, fenóis, catecol e ácido acético) dissolvidos na fase aquosa em escala laboratorial mostra o mesmo comportamento dos obtidos em escala piloto.