Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2015. / Submitted by Guimaraes Jacqueline (jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-06-01T12:34:56Z No. of bitstreams: 1 2015_BrunaBarbaraMacielAmorasOrellanas.pdf: 2179911 bytes, checksum: e4c17cf330303a1919e620ee906d693b (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-06-01T12:35:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_BrunaBarbaraMacielAmorasOrellanas.pdf: 2179911 bytes, checksum: e4c17cf330303a1919e620ee906d693b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-01T12:35:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_BrunaBarbaraMacielAmorasOrellanas.pdf: 2179911 bytes, checksum: e4c17cf330303a1919e620ee906d693b (MD5) / Biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica que pode ser utilizado para produção de energia. O Tachigali vulgaris, conhecido popularmente como tachi-branco, é uma árvore de rápido crescimento e produtividade alta, muito utilizada na produção de carvão vegetal e recuperação de áreas degradadas. Este trabalho teve por objetivo analisar a produção de biomassa lenhosa da parte aérea e o potencial energético em dois plantios experimentais desta espécie localizados em ecossistemas distintos no estado do Amapá, um em área de cerrado e outro em área de terra-firme. Para a coleta das amostras, foram obtidos dados dendrométricos de todas as árvores dos plantios que permitiu classificá-las em classes diamétricas. Após a seleção ao acaso de 3 árvores por classe procedeu-se a retirada de 5 discos em diferentes posições do tronco e 3 amostras de galhos. Foram determinados a umidade máxima, a análise imediata, o poder calorífico superior, a massa seca, a densidade básica pelo método do máximo teor de umidade e a densidade energética. O plantio do cerrado produziu mais árvores por hectare, logo mais biomassa por área (246.214kg/ha), enquanto o plantio da terra-firme gerou 84.766kg/ha. Nos dois plantios, as classes 3, 4 e 5 foram as que mais produziram massa seca no fuste, sendo este componente o que mais contribuiu na produção de biomassa por árvore. Na produção individual de massa seca a classe 7 apresentou os maiores valores, porém, na relação da produção por hectare a classe 4 se destacou nos dois plantios. Observou-se nos plantios uma tendência de aumento da densidade básica conforme o diâmetro do tronco aumenta. Os valores médios de densidade básica foram respectivamente 581,25kg/m³ e 562,41kg/m³, para cerrado e terra-firme. As médias de poder calorífico por área foram 19MJ/kg na terra-firme e 19,10MJ/kg no cerrado. Os teores de materiais voláteis e cinzas e o carbono fixo mostraram-se de acordo com o encontrado em estudos semelhantes. Ao analisar a produção energética por hectare observou-se que a classe 4 foi a mais produtiva nos dois plantios, e estabeleceu um limite no crescimento do incremento energético anual que tende a declinar a partir desta classe. A produção energética anual foi significativamente maior no plantio do cerrado nos níveis experimentais propostos e nas condições edafoclimáticas do ambiente de cerrado na Amazônia. / Biomass is a renewable resource that come from all the organic matter which can be used for energy production. The Tachigali vulgaris, popularly known as tachi-branco, is a fast-growing and highly productive tree, widely used in charcoal production and recovery of degraded areas. This study aimed to analyze the production of biomass and the energy potential in two experimental plantings of this species located in different ecosystems in the state of Amapá, one in cerrado and another in terra-firme area. For sample collection, dendrometric data of all the trees of the plantations that allowed classify them into diameter classes were obtained. After the random selection of 3 trees per class proceeded to the removal of 5 discs in different positions of the trunk and 3 samples of branches. Were determined the maximum moisture, immediate analysis, gross calorific value, dry mass, the basic density by the the maximum moisture content method and the energy density. The planting of the cerrado produced more trees per hectare, soon more biomass per area (246.214kg/ha), while the planting of terra-firme generated 84.766kg/ha. In both areas the classes 3, 4 and 5 were the most produced dry matter in the trunk, being this component contributed most in the production of biomass per tree. In the individual production of dry mass the class 7 showed the highest values, however, the ratio of production per hectare the class 4 was excelled in both areas. It was observed an increase of the density trend as the trunk diameter increases. The average values of basic density were respectively 581,25kg/m³ and 562,41kg/m³ for cerrado and terra-firme. The average calorific value per area were 19MJ/kg in upland and 19,10MJ/kg in the cerrado. Volatile material and ash content and the fixed carbon were satisfactory and consistent with findings in similar studies. The energy production per hectare showed that the class 4 was the most productive in both areas and set a limit on the growth of annual energy increment that tends to decline from this class. The annual energy production was significantly higher in the planting of the cerrado in the proposed experimental levels and at conditions of cerrado environment in the Amazon.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2015. / Submitted by Guimaraes Jacqueline (jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-06-10T12:27:35Z No. of bitstreams: 1 2015_MayaraPaulaOliveiraMachado.pdf: 1486963 bytes, checksum: 8b6af08dba30c5ef4d53d611d75178e7 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-06-10T12:29:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_MayaraPaulaOliveiraMachado.pdf: 1486963 bytes, checksum: 8b6af08dba30c5ef4d53d611d75178e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-10T12:29:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_MayaraPaulaOliveiraMachado.pdf: 1486963 bytes, checksum: 8b6af08dba30c5ef4d53d611d75178e7 (MD5) / Este trabalho apresenta a analise da produção de resíduos em uma serraria de pequeno porte no município de Sena Madureira e teve por objetivos principais quantificar a biomassa seca e determinar o potencial energético dos resíduos gerados no processamento de cinco espécies comerciais amazônicas e como objetivo secundário caracterizar o resíduo quanto à sua qualidade energética. Como base metodológica, acompanhou-se o processamento de 73 toras: 16 toras da espécie Cedrela odorata L (cedro) em 12 horas; 20 toras da espécie Couratari spp (tauari) em 14 horas; 15 toras da espécie Eschweilera grandiflora (castanharana) em 8 horas; 12 toras da espécie Apuleia molaris Spruce ex Benth (garapa) coletadas em 12 horas e 10 toras da espécie Clarisia racemosa (guariúba) 4 horas, sendo quantificado o volume de tábuas produzidas e o volume de resíduos (serragem e pedaços). Para a determinação do volume de resíduos na forma de serragem, a espessura do fio de corte da serra de fita foi mensurada, determinando assim o volume antes mesmo que este fosse produzido. Foi retirada de casca-a-casca uma amostra de madeira para obtenção do teor de umidade e da densidade da tora na condição de pátio. Após a determinação da densidade e teor de umidade pátio as amostras foram divididas em duas partes: uma para determinação da densidade básica e outra após moagem e classificação para determinação do poder calorífico superior e analise imediata. Os resultados mostram que os resíduos gerados pelas espécies apresentaram boas qualidades para a geração de energia, com destaque para a castanharana. Mostram também que, pelo sistema de corte adotado 17,95% da massa seca do resíduo é gerada na forma de serragem e 82,05% na forma de pedaços. Quanto ao potencial energético as espécies apresentam densidades energéticas de 2,21 Gcal/m3 para o cedro; 2,99 Gcal/m3 para o tauari; 3,63 Gcal/m3 para a castanharana; 3,00 Gcal/m3 para a guariúba e 3,09Gcal/m3 para a garapa. A serraria mostra uma capacidade de produção de 744 kg/h de resíduos a 25% de umidade, em base seca, e, portanto, teria uma capacidade de gerar 0,38 MWh/hora, com a queima destes resíduos. / This work presents the analysis of waste production in a small sawmill at Sena Madureira municipality and had the main objectives quantify the dry matter and determine the energy potential of waste generated in the processing of five Amazonian commercial species and as a secondary objective to characterize the residue on its energy quality. As a methodological basis, followed up the processing of 73 logs: 16 logs of the species Cedrela odorata L (cedro) in 12 hours; 20 logs of the species Couratari spp (tauari) in 14 hours; 15 logs of the species Eschweilera grandiflora (castanharana) in 8 hours; 12 logs of the species Apuleia molaris Spruce ex Benth (garapa) collected in 12 hours and 10 logs of the species Clarisia racemosa (guariúba) 4 hours, and quantified the volume of produced boards and the volume of waste (sawdust and piece). During processing of the logs were generated two types of waste: sawdust and pieces. To determine the volume of waste in the form of sawdust, the thickness of the cutting edge of the saw blade was measured, thereby determining the volume even before the latter was produced. Was taken from peace of a wood sample to obtain the moisture content and density of the log in the courtyard condition. After determining the density and moisture content courtyard samples were divided into two parts: one for determination of the density and other after grinding and classification to determine the gross calorific value and immediate analysis. The results show that the waste generated by species showed good qualities for power generation, especially the castanharana. They also show that by cutting system adopted 17.95% of the dry mass of waste is generated in the form of sawdust and 82.05% in the form of pieces. As for the energy potential species have energy densities of 2.21 Gcal /m3 for cedro; 2.99 Gcal/m3 for tauari; 3.63 Gcal/m3 for castanharana; 3.00 Gcal/m3 for guariúba and 3,09 Gcal/m3 for garapa. The sawmill shows a production capacity of 744 kg / h of waste 25% moisture on a dry basis, and therefore have an ability to produce 0,38 MWh/hour by burning these residues.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-12T17:31:19Z No. of bitstreams: 1 2017_PedroHenriqueFernandesSilva.pdf: 2269694 bytes, checksum: 5d996a917c19246d3b909b397afb4b5d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-24T22:53:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_PedroHenriqueFernandesSilva.pdf: 2269694 bytes, checksum: 5d996a917c19246d3b909b397afb4b5d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-24T22:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_PedroHenriqueFernandesSilva.pdf: 2269694 bytes, checksum: 5d996a917c19246d3b909b397afb4b5d (MD5) Previous issue date: 2017-05-21 / A biomassa tem ganhado destaque como matéria-prima renovável para obtenção de produtos químicos e energia, frente a uma competitiva indústria baseada em fontes fósseis. No Brasil, a biomassa florestal é largamente cultivada, seja na construção civil e fabricação de móveis, ou na produção de energia e na produção do papel. O eucalipto é a biomassa florestal de maior relevância em termos de cultivo no Brasil (38,1 m³/ha/ano no ano de 2015) e no mundo. Nas últimas décadas, têm-se buscado a desconstrução da biomassa lignocelulósica, como a madeira, em seus polímeros constituintes, a celulose, a hemicelulose e a lignina, de forma que cada uma possa ser processada de forma a gerar produtos de maior valor agregado. Neste contexto temos o processo organosolv, que é um pré-tratamento da biomassa lignocelulósica com a mistura de solventes orgânicos e água em elevadas temperaturas. Além de fracionar a biomassa, é possível se obter a partir do processo organosolv, componentes com elevado grau de pureza e mais reativos para futuras aplicações. O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da temperatura (avaliada entre 180 °C e 220 °C) e relação etanol/água (avaliada entre 30% e 70% v/v) no processo organosolv aplicados a amostras de Eucalyptus grandis, sendo observado quanto de cada um dos polímeros foi removido da amostra sólida inicial. Os experimentos foram realizados segundo um planejamento experimental fatorial 22 com ponto central, com triplicata em todos os pontos. Como resultado foi obtido que o melhor ponto foi na condição experimental E(50,200) (relativo a 50% etanol e 200 °C), com 80,36% de lignina extraída e 91,35% de rendimento da celulose. / Biomass has gained prominence as a renewable raw material for obtaining chemicals and energy, in front of a competitive industry based on fossil sources. In Brazil, forest biomass is widely cultivated, whether in the construction and manufacturing of furniture, or in energy production and paper production. Eucalyptus is the most important forest biomass in terms of cultivation in Brazil (38.1 m³ / ha / year in 2015) and in the world. In the last decades, we have sought to deconstruct lignocellulosic biomass, such as wood, in its constituent polymers, cellulose, hemicellulose and lignin, so that each can be processed in order to generate products with higher benefit. In this context, we have the organosolv process, which is a pretreatment of the lignocellulosic biomass with the mixture of organic solvents and water at high temperatures. In addition to fractionating biomass, it is possible to obtainm from the organosolv process, components with high purity and more reactive for future applications. The objective of this work was to study the effect of temperature (evaluated between 180 °C and 220 °C) and ethanol / water ratio (evaluated between 30% and 70% v/v) in the organosolv process applied to samples of Eucalyptus grandis, being observed how much of each of the polymers was removed from the initial solid sample. The experiments were performed according to a factorial 22 experimental design with center point, with triplicate at all points. As a result it was obtained that the best point was in the experimental condition E(50,200) (relative to 50% ethanol and 200 °C), with 80.36% lignin extracted and 91.35% cellulose yield.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-07T19:13:18Z No. of bitstreams: 1 2017_MaraRúbiadaSilvaMiranda.pdf: 3803265 bytes, checksum: 7398428330c75866454d170e810ad1af (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-23T20:43:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MaraRúbiadaSilvaMiranda.pdf: 3803265 bytes, checksum: 7398428330c75866454d170e810ad1af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-23T20:43:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MaraRúbiadaSilvaMiranda.pdf: 3803265 bytes, checksum: 7398428330c75866454d170e810ad1af (MD5) Previous issue date: 2017-11-23 / A recuperação de energia utilizando a biomassa proveniente de resíduos florestais e industriais tem sido amplamente pesquisada. Das tecnologias de conversão, a pirólise e a gaseificação constituem importantes processos termoquímicos na produção de carvão, bio-óleo e gases, que além de agregar valor ao subproduto, diversificam as aplicações energéticas. Apesar do estudo destas tecnologias de conversão não ser recente, ainda existem problemas encontrados nos diversos tipos de reatores existentes, como por exemplo, o alcatrão gerado que proporciona altos custos com a limpeza dos gases. Diante do contexto, o objetivo geral deste trabalho é estudar as biomassas do cerrado - casca da árvore de jatobá, casca do fruto do baru e caroço de pequi como potenciais no uso da tecnologia de pirólise com foco na gaseificação estagiada. Para isto, as biomassas de estudo foram previamente caracterizadas a fim de compreender e prever as características de influência nos produtos finais, além de entender os mecanismos de reação da pirólise através do cálculo da energia cinética. Os resultados da caracterização dos materiais, mostraram que o alto teor de lignina da casca da árvore de jatobá pode influenciar num maior rendimento de carvão quando comparado com as outras biomassas. A energia de ativação do caroço de pequi calculada pelos métodos de Osawa, K-A-S e Starink é menor (75,666 kJ/mol a 80,084 kJ/mol) indicando que a energia necessária deste combustível para iniciar uma reação é menor. Os experimentos de degradação térmica foram realizados num reator de pirólise lenta, com dois tamanhos de partícula (>40 mesh e 38,11%), enquanto a pirólise da casca do fruto do baru obteve rendimentos maiores de bio-óleo (>44,89%). Na caracterização dos carvões, observouse que altas temperaturas relativas de pirólise, reduzem o teor de voláteis e a densidade e elevam o PCS e o teor de cinzas do carvão. Na caracterização do bio-óleo, observou-se que o obtido pela casca do fruto do baru possui maiores valores de acidez (184,72 a 193,54 mgKOH/g) se comparado as outras duas biomassas (jatobá e pequi), tornando este bio-óleo mais corrosivo. O bio-óleo proveniente da pirólise do caroço de pequi obteve resultados maiores de viscosidade (24,33 a 14,52 mm2/s), já que a biomassa in natura é muito oleaginosa. Em relação ao enxofre, o bio-óleo do caroço de pequi obteve também resultados maiores variando de 682,9 a 953,7 ppm, podendo aumentar as emissões de poluentes. A densidade dos bio-óleos do baru e do jatobá tiveram resultados bem semelhantes (1,02 a 1,05 g/cm3) ao utilizar a temperatura mais baixa de 430°C e o bio-óleo do caroço de pequi apresentou resultados de densidades menores (0,86 a 0,95 g/cm3). Já na gaseificação estagiada, comparou-se o rendimento do bio-óleo da casca do fruto do baru na pirólise que foi de 44,89%, enquanto que no bio-óleo do carvão da casca do fruto do baru obtido na gaseificação foi de 6,52%, mostrando uma redução de 85,48% da quantidade de alcatrão. / The energy recovery using biomass steaming from forestry and industrial sludges has been widely searched. Regarding conversion technologies, pyrolysis and gasification form important thermochemical processes on coal, bio-oil, and gas production, which in addition to adding value to the by-product, diversify the energetic applications. Although the study of these conversion technologies is not recent, there are still problems found in the various types of existing reactors, for example, the tar generated that provides high costs with the cleaning of gases. In view of the context, the general objective of this work is to study the biomass of the Cerrado – the bark of the jatobá (Hymenaea stigonocarpa Mart.) tree, the bark of the baru (Dipteryx alata Vog.) fruit and the pequi (Caryocar brasiliense Camb.) stone as potential in the use of pyrolysis technology focused on staged gaseification. For this, the biomasses studied were previously characterized in order to understand and predict the influence characteristics in the final products, besides understanding the reaction mechanisms of the pyrolysis by calculating the kinetic energy. The results of the characterization of the materials showed that the high lignin content of the bark of the jatobá (Hymenaea stigonocarpa Mart.) tree can influence a higher yield of coal when compared to the other biomasses. The activation energy of the pequi (Caryocar brasiliense Camb.) stone calculated by the Osawa, K-A-S and Starink methods is lower (75.666 kJ/mol to 80.084 kJ/mol) indicating that the energy required of this fuel to initiate a reaction is lower. The thermal degradation experiments were performed in a slow pyrolysis reactor with two particle sizes (> 40 mesh and 38.11%), while pyrolysis of the bark of the baru (Dipteryx alata Vog.) fruit obtained higher yields of bio-oil (>44.89%). In the characterization of the coals, it was observed that high relative pyrolysis temperatures reduce the volatile content and the density and increase the HHV (Higher Heating Value) and the ash content of the coal. In the characterization of the bio-oil, it was observed that the bark of the baru (Dipteryx alata Vog.) fruit had higher acidity values (184.72 to 193.54mgKOH/g) when compared to the other two biomasses (jatobá and pequi), making this bio-oil more corrosive. Bio-oil from pequi (Caryocar brasiliense Camb.) pyrolysis obtained higher viscosity results (24.33 to 14.52mm2/s), since the in natura biomass is very oleaginous. In relation to sulfur, pequi (Caryocar brasiliense Camb.) bio-oil also obtained higher results ranging from 682.9 to 953.7ppm, which could increase pollutant emissions. The density of the baru (Dipteryx alata Vog.) and jatobá (Hymenaea stigonocarpa Mart.) bio-oils had very similar results (1.02 to 1.05g/cm3), using the lowest temperature of 430°C and the pequi (Caryocar brasiliense Camb.) stone bio-oil showed results of lower densities (0.86 to 0.95g/cm3). In the staged gasification, the yield of the bio-oil of the bark of the baru (Dipteryx alata Vog.) fruit in the pyrolysis was 44.89%, whereas the bio-oil of the coal of the bark of the baru (Dipteryx alata Vog.) fruit obtained 6.52% in the gasification, showing a reduction of 85.48% of the amount of tar.

Orientador: Gustavo Ventorim / Coorientadora: Maria Angélica Martins Costa / Banca: Marcos Tadeu Tibúrcio Gonçalves / Banca: Manoel Cléber de Sampaio Alves / Banca: Celso Luiz da Silva / Banca: Turíbio Gomes Soares Neto / Resumo : Uma das fontes energéticas que fornecem utilidade, flexibilidade, limpeza e economia é a biomassa, como os resíduos da indústria madeireira (cavacos) e os resíduos agrícolas (bagaço de cana-de-açúcar, casca de arroz e casca de café). Entretanto, com a sua crescente oferta e utilização cresce também a preocupação das indústrias em investir no monitoramento e controle de suas emissões para a atmosfera, pois durante a queima de biomassa são emitidas, além dos gases de combustão, partículas finas conhecidas como particulados, as quais muito contribuem para o desencadeamento de sérios problemas de saúde ao homem, além dos danos ambientais. Com isso, este trabalho objetivou realizar o monitoramento das emissões de queima dos diferentes tipos de biomassa mencionados, além de realizar o controle dessas emissões com um lavador Venturi. Para o monitoramento dos particulados foi utilizado o monitor óptico DataRAM4 (modelo DR-4000) e para o monitoramento dos gases o Unigas3000+. Para o controle dos particulados e dos gases produzidos na queima foi utilizado um lavador Venturi horizontal retangular. Os resultados mostraram que a biomassa casca de café apresentou a maior concentração de particulados (485119 μg/m3) com diâmetros de partícula entre 0,0602 μm e 0,3502 μm, ou seja, partículas ultrafinas, as mais prejudiciais à saúde humana e ao meio ambiente, sendo que a maior eficiência de coleta de partículas pelo lavador Venturi ocorreu para a queima de casca de arroz (86,3%). As maiores emissões de CO e de NOx foram observadas, respectivamente, para a casca de café (3500 ppm) e para a casca de arroz (48 ppm), sendo que as eficiências de coleta destes gases pelo Venturi foram maiores para o cavaco de pinus(eficiência de coleta de CO de 97% e de NOx de 96%) / Abstract: One of the alternative energy sources that provide utility, flexibility, cleanliness and economy is biomass, such as wood industry residues (chips) and agricultural residues (sugar cane bagasse, rice husk, coffee husk, etc.). However, with its increasing availability and use is also growing concern of industries to invest in monitoring and control of emissions into the atmosphere, because during biomass burning are issued in addition to combustion gases, fine particles known as particulate, the which greatly contribute to the onset of serious health problems to humans, in addition to environmental damage. Therefore, this study aimed to carryout the monitoring of emissions from combustion of different biomass types mentioned, and perform control these emissions with a Venturi scrubber. For monitoring of particulate optical monitor Data RAM 4 (DR -4000 model) was used and for the monitoring of the gases Unigas3000 +. For the control of particulates and gases from burning was used a horizontal rectangular Venturi scrubber. The results showed a higher concentration of particulates issued by thecoffee husk(485119 μg/m3) with particle diameters of 0.0602 μm and 0.3502 μm (ultrafine particles), the more harmful to human health and the environment, and the greater efficiency of particle collection by Venturi scrubber occurred to burning rice husk (86.3 %). The higher emissions of CO and NOx were observed, respectively, for coffee husk (3500 ppm) and rice husk (48 ppm), and the collection efficiencies of these gases by Venturi was greater for type chip shavings Pinus (collection efficiency of 97% CO and NOx emissions by 96 %) / Doutor

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-04-09T11:58:41Z No. of bitstreams: 1 2012_LuceliaAlvesdeMacedo.pdf: 901609 bytes, checksum: f1ce55bac075aefb837e9f410dec0e0b (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-20T12:10:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_LuceliaAlvesdeMacedo.pdf: 901609 bytes, checksum: f1ce55bac075aefb837e9f410dec0e0b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-20T12:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_LuceliaAlvesdeMacedo.pdf: 901609 bytes, checksum: f1ce55bac075aefb837e9f410dec0e0b (MD5) / Diante do recente interesse em valorizar quimicamente os condensáveis oriundos da torrefação de biomassa, torna-se necessário estudar os fatores que afetam o seu rendimento. Além dos parâmetros operacionais, a composição da biomassa exerce grande influência nos rendimentos dos subprodutos do processo. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da composição da biomassa (teores de cinzas, materiais voláteis, carbono fixo, carbono, hidrogênio e oxigênio, lignina, holocelulose e extrativos) no rendimento em condensáveis da torrefação de seis biomassas de rápido crescimento: a casca de arroz (Oryza sativa), a madeira de eucalipto (híbrido de Eucalyptus urophylla e Eucalyptus camaldulensis), a casca de pinhão-manso (Jatropha curcas), o capim elefante (Pennisetum purpureum), o bagaço de cana (Sacharum officinarum) e o bambu (Bambusa vulgaris). As biomassas, com tamanho de partícula entre 0,5 e 1,0mm, foram submetidas ao processo de torrefação com temperatura de 250°C, taxa de aquecimento de 20°C/min e tempo de residência de 15 minutos. Foram realizados 5 ensaios por biomassa e obtidos os rendimentos em líquido, sólido e gás. Houve grande variação nos teores de cinzas e voláteis das biomassas, com médias variando entre 0,27% e 26% e entre 81,7 e 55,9, respectivamente para os dois parâmetros. O teor de carbono variou de 47,3 a 50,8%, o teor de oxigênio de 41,3 a 45,7% e a razão O/C de 0,81 a 0,97. O teor de lignina variou de 23 a 30%, o teor de extrativos de 1,6 a 7,8% e o teor de holocelulose de 56 a 74%. O rendimento em condensáveis variou de 20,2 a 32,6%, respectivamente para a casca de arroz e o bambu. O teor de holocelulose das biomassas apresentou correlação positiva e significativa com o rendimento em condensáveis. O teor de cinzas apresentou correlação negativa não significativa com o rendimento em condensáveis. O teor de voláteis apresentou correlação positiva, porém não significativa com o rendimento em condensáveis. Para as biomassas não-lenhosas, excluindo-se o eucalipto, verificou-se que as correlações entre o rendimento em condensáveis e os teores de holocelulose, materiais voláteis e cinzas são nitidamente acentuadas, passando a ser estatisticamente significativas para esses dois últimos. _____________________________________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In view of the recent interest in chemical utilization of condensable volatiles from biomass torrefaction, it is necessary to study the factors affecting their yield. In addition to the operating parameters, the biomass composition greatly affects the yield of process by-products. Consequently, this work set out to assess the effect of biomass composition (ash, volatile matter and fixed carbon content, carbon, hydrogen and nitrogen content, lignin, extractives and holocellulose content) on condensable gas yield from the torrefaction of six fast-growing species: rice husk (Oryza sativa), eucalyptus wood (hybrid of Eucalyptus urophylla and Eucalyptus camaldulensis), jatropha seed husk (Jatropha curcas), sugarcane bagasse (Sacharum officinarum) and bamboo (Bambusa vulgaris). Biomasses with a particle size between 0.5 and 1.0 mm were subjected to the torrefaction process at 250°C, for 15 minutes, with a heating rate of 20°C/min. Five trials were conducted for each biomass and solid, liquid and gas yields were obtained. The biomass varied widely in terms of ash and volatile content, from 0.27% to 26% and from 81.7 to 55.9 respectively for the two parameters. The carbon content varied from 47.3 to 50.8%, the oxygen content varied from 41.3 to 45.7% and the O/C ratio ranged from 0.81 to 0.97. The lignin content ranged from 23 to 30%, the extractives content varied from 1.6 to 7.8% and the holocellulose content ranged from 56 to 74%. The condensable yield ranged from 20.2 to 32.6% for rice husk and bamboo respectively. The holocellulose content of biomass showed a positive and significant correlation with condensable yield. The ash content showed a negative correlation with condensable yield, but was statistically not significant. The volatile matter showed a positive correlation with condensable yield, but was statistically not significant. For non-woody biomass (excluding eucalyptus), it was found that the correlations between the condensable yield and holocellulose, ash and volatiles content were clearly reinforced, becoming statistically significant for the last two.

O café é um produto agrícola importante sendo uma das bebidas mais consumidas no mundo todo. Os resíduos obtidos durante o seu preparo (borra) são nutricionalmente ricos contendo muitos compostos bioativos com propriedades antioxidantes e, devido a seu uso em grande escala, são produzidos em toneladas e não têm até o momento um uso nobre, sendo considerado um produto residual. Neste trabalho, realizou-se o estudo da borra residual do café (Coffea arabica L.) através da pirólise, como alternativa para utilizar a borra residual de café como biomassa, fonte renovável de energia ou matéria prima para a indústria. O bio-óleo produzido (rico em ácidos, ésteres graxos, hidrocarbonetos, fenóis, cetonas, e compostos nitrogenados) foi submetido a um fracionamento com solventes pressurizados, como forma de isolar os componentes principais e de maior valor agregado. Usou-se a cromatografia gasosa mono dimensional e bidimensional abrangente, com clara vantagem para a segunda técnica, como forma de caracterização deste material. Concluiu-se que o processo de fracionamento facilitou a identificação dos constituintes, em especial isolando os componentes graxos (ácidos e ésteres) das frações de maior interesse como hidrocarbonetos, fenóis e cetonas, indicando a possibilidade de uso deste resíduo com vistas à aplicação industrial de seus subprodutos. / Coffee is the most important agricultural product being one of the most consumed beverages in the world. The residues obtained during its preparation (coffee grounds) are nutritionally rich containing many bioactive compounds with antioxidant properties and, due to its use on a large scale, are produced in tons and do not have a noble use, being considered a waste product. The goal of this work was to study the coffee grounds (Coffea arabica L.) by pyrolysis as an alternative to using this biomass as a renewable energy source or raw material for industry. The bio - oil produced (rich in fatty acids, fatty esters, hydrocarbons, phenols, ketones and nitrogen compounds) was subjected to fractionation with pressurized solvents as a way to isolate the main and the higher value-added components. It was used mono dimensional and comprehensive two-dimensional gas chromatography, with a clear advantage for the second technique, in order to characterize this material. It was concluded that the fractionation process facilitated the identification of the constituents, in particular aftere the isolation of tge fatty compounds (acid and esters), producing fractions of greater interest as hydrocarbons, phenols, ketones, indicating the potential use of this residue with a view to industrial application byproducts.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2016

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na AlgaFuel / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008