O ácido húmico (AH) é uma substância orgânica macromolecular amplamente utilizada na agricultura, silvicultura, pecuária, indústria química, materiais de construção, medicina, proteção ambiental e vários outros campos. No entanto, a produção de AH químico no mercado depende de recursos não renováveis, como turfa, linhita e carvão, que requerem longos períodos para se formarem. E o rendimento extraído de AH depende do tipo e da qualidade dos fósseis.



A lenhite e o carvão de baixa qualidade conduzem geralmente a uma baixa eficiência de extracção de AH. Embora os métodos tradicionais de compostagem possam converter resíduos biológicos frescos em fertilizantes com elevado teor de AH, são ineficientes e demorados.

A tecnologia hidrotérmica pode criar condições de alta temperatura (>160°C) e alta pressão (5–250 bar) num ambiente hermético, portanto o tratamento hidrotérmico da biomassa pode ser considerado como um processo químico que simula a carbonização natural, que proporciona uma energia renovável. e ambientalmente amigável para a produção de AH.

Sob condições hidrotérmicas, o hidrochar e as soluções hidrotérmicas derivadas de resíduos biológicos podem sofrer humificação, e o tratamento hidrotérmico alcalino pode melhorar ainda mais o rendimento do ácido húmico hidrotérmico (HHA). No entanto, o rendimento de AH utilizando o tratamento hidrotérmico alcalino de resíduos de biomassa é geralmente baixo. A limitação do baixo rendimento de HHA se deve à formação de grande quantidade de hidrocarvão com baixa capacidade de humificação.

Portanto, para superar esse problema, em um estudo anterior, um método fácil de humificação hidrotérmica em duas etapas foi desenvolvido para maximizar o rendimento de HA, convertendo ainda mais o hidrochar em HA usando um tratamento hidrotérmico em duas etapas.

Estudos demonstraram que tanto a humificação hidrotérmica ácida dos biorresíduos quanto o tratamento hidrotérmico alcalino do hidrochar contribuíram para o alto rendimento de HHA. No entanto, faltam pesquisas sobre a otimização das condições de humificação hidrotérmica ácida para melhorar ainda mais o rendimento de HHA. Além disso, o mecanismo de ação que afeta a capacidade de humificação do carvão hidrotérmico no tratamento hidrotérmico alcalino não é explorado.

Pesquisadores da Universidade de Tsinghua e da Universidade Batista de Hong Kong otimizaram um método fácil de humificação hidrotérmica em duas etapas desenvolvido em um estudo anterior. O efeito das temperaturas hidrotérmicas e do pH nas propriedades do hidrocarvão e a influência adicional da formação de HA derivado do hidrocarvão foram investigados.

O estudo, intitulado "Conversão hidrotérmica em duas etapas de resíduos de biomassa em ácido húmico usando hidrochar como intermediário", foi publicado on-line em Frontiers of Environmental Science &Engineering. .

No estudo, vários hidrochar derivados de biomassa foram preparados e obtidos pela equipe de pesquisa em diferentes valores e temperaturas hidrotérmicas de pH. Foram analisadas alterações nas características químicas do hidrochar sob condições hidrotérmicas. Além disso, foi investigado o grau de humificação do hidrochar sob condições hidrotérmicas alcalinas.

Foram determinadas correlações entre o grau de insaturação do hidrochar e seu grau de humificação.

Seus resultados mostraram que os hidrocarvões preparados nas condições hidrotérmicas com alta temperatura e baixo pH apresentaram alta capacidade de humificação e, finalmente, alcançaram alto HHA_alk rendimentos. Também revelou que as fontes de HHA_alk derivado de hidrochar foram revelados:1) produção em fase de preparação de hidrochar; 2) incremento sob tratamento hidrotérmico alcalino do hidrochar. O RS no hidrochar desempenhou um papel fundamental no HHA_alk formação.

Estes resultados fornecem uma base científica para o tratamento sustentável de resíduos de biomassa e revelam a relação entre o hidrochar derivado da biomassa e o seu potencial de humificação. Espera-se que esta abordagem inovadora facilite a produção de AH renovável, reduzindo a dependência de recursos não renováveis ​​e fornecendo soluções mais sustentáveis ​​em múltiplos domínios.

Mais informações: Yuchao Shao et al, Conversão hidrotérmica em duas etapas de resíduos de biomassa em ácido húmico usando hidrochar como intermediário, Frontiers of Environmental Science &Engineering (2023). DOI:10.1007/s11783-023-1719-8
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