Pachira aquatica fruits shells valorization: renewables phenolics through analytical pyrolysis study (Py-GC/MS) / Valorização das cascas dos frutos da Pachira aquática: fenólicos renováveis através de estudo analítico de pirólise (Py-GC/MS)

ABSTRACT

This research valorized Pachira aquatica Aubl.'s fruit shells (PAS) through its energetic characterization and flash pyrolysis for biofuels or chemicals production. The characterization was performed through proximate and ultimate analysis, bulk density, higher heating value (HHV), hemicellulose, cellulose and lignin content, thermogravimetric analysis and absorption spectra in the infrared region obtained by Fourier-transform infrared spectroscopy technique (FTIR). The analytical flash pyrolysis was performed at 500°C in a Py-5200 HP-R coupled to a gas chromatograph (Py-GC/MS). The PAS biomass presents potential for thermochemical energy conversion processes due to its low moisture and ash content, 76.90% of volatile matter, bulk density of 252.6 kg/m3 and HHV of 16.24 MJ/kg. Flash pyrolysis products are mostly phenols or light organic acids derived from the decomposition of polysaccharides. Results confirmed the potential of PAS to produce bio-phenolics, such as 4-methoxyphenol which is an important active ingredient for skin depigmentation used in drugs and cosmetics, and as phenolic extract that can be used as a precursor to resins, applications that convert this forest waste into bio products for industry into a green circular economy.

RESUMO

Este trabalho teve como objetivo a valorização das cascas dos frutos da Pachira aquatica Aubl. (PAC) através da sua caracterização energética e pirólise flash para produção de biocombustíveis ou produtos químicos. A caracterização foi realizada através de análises imediata e final, densidade aparente, poder calorífico superior (PCS), conteúdos de hemicelulose, celulose e lignina, análise termogravimétrica e espectros de absorção na região do infravermelho obtidos pela técnica de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A pirólise flash analítica foi realizada a 500 °C em equipamento Py-5200 HP-R acoplado a um cromatógrafo à gás (Py-GC/MS). A biomassa das PAC apresenta potencial para processos de conversão termoquímica de energia devido ao seu baixo teor de umidade e cinzas, além de 76,90% de materiais voláteis, densidade aparente de 252,6 kg/m3 e PCS igual a 16,24 MJ / kg. Os produtos da pirólise rápida são principalmente fenóis ou ácidos orgânicos leves derivados da decomposição de polissacarídeos. Os resultados confirmam o potencial das PAC para produzir bio-fenólicos, como o 4-metoxifenol que é um importante ingrediente ativo para despigmentação da pele usado em medicamentos e cosméticos, e como extrato fenólico que pode ser usado como precursor de resinas. Estas aplicações convertem esses resíduos florestais em produtos biológicos para a indústria em uma economia circular verde.