O uso de biomassa assume relevante importância no Brasil devido à intensa atividade agrícola e às grandes quantidades de resíduos agroindustriaisgerados. A solução desse problema é um grande desafio para os pesquisadores e o objetivo dos processos propostos não deve apenas reduzir a quantidade de resíduos, mas também agregar valor a esses materiais. A pirólise é uma técnica já estabelecida para transformação da biomassa em produtos sólidos (biochar), líquidos (bio-óleo) e gasosos por aquecimento em atmosfera inerte. A caracterização dos principais produtos (bio-óleo e biochar) a partir da pirólise, o aprimoramento das propriedades do biochar por ativação da sua superfície e sua utilização como adsorvente para metais em solução aquosa foram objetos de estudo desse trabalho. Foram utilizadas as biomassas de fibra de coco verde (FCV), resíduo da indústria do café (pele de prata - RIC), palha e bagaço de cana-de-açúcar (PC e BC). Os bio-óleos produzidos foram caracterizados por GC×GC/qMS O biochar foi ativado quimicamente, caracterizado e avaliado como adsorvente de cobre (II) em soluções aquosas. Os resultados mostram bio-óleos com grandes quantidades de fenóis, com potencial uso na indústria da química fina. No bio-óleo de pele de prata, também foi encontrada uma quantidade considerável de compostos nitrogenadosos quais têm possibilidade de uso em indústrias farmacêuticas. Os biochars ativados apresentaramelevada área superficial, formados por micro e meso poros e comexcelente capacidade de adsorção, principalmente para os carvões ativadosoriundos da pele de prata (RIC) e da palha de cana-de-açúcar (PC). Estes resultados indicam a possibilidade de uso integrado dos produtos da pirólise dentro de um conceito de biorrefinaria, onde se parte de um resíduo descartável e se chega a produtos de elevado valor agregado, com rejeito mínimo ao final do processo. / The use of biomass is very important in Brazil due to the intense agricultural activity and the large amounts of agroindustrial residues generated. The solution to this problem is a major challenge for researchers and the aim of the proposed processes should not only reduce the amount of waste but also add value to these materials. Pyrolysis is an established technique for transforming biomass into solid (biochar), liquid (bio-oil) and gaseous products by heating in an inert atmosphere. The characterization of the main products (bio-oil and biochar) from pyrolysis, the enhancement of the properties of the biochar by surface activation and its use as an adsorbent for metals in aqueous solution are objects of study of this work. The biomass of green coconut fiber, coffee industry residue (silverskin) and sugar cane residues (bagasse and straw) were used. The biooils produced were characterized by GC×GC/qMS Biochar was chemically activated, characterized and evaluated as a copper (II) adsorbent from aqueous solutions. The results showed bio-oils with high amounts of phenols, which can be used in the fine chemicals industry. On the bio-oil from silverskin, considerabe amounts of nitrogen compounds were also found and these compounds have possibility of use in pharmaceutical industries. The activated biochars showed high surface area, formed by micro and meso pores and with excellent adsorption capacity, mainly for biochars originating from silverskin and sugarcane straw. These results indicate the possibility of integrated use of these materials within a concept of biorefinery, beginning with a disposable waste and ending with products of high added value and minimum waste at the end of the process.

Orientador: Santiago del Rio Oliveira / Banca: Delson Luiz Modolo / Banca: Elson Avallone / Banca: Paulo Cesar Moralli / Banca: Ismael de Marchi Neto / Resumo: Neste trabalho é realizada uma análise exergética de uma caldeira de biomassa baseada nas redes neurais artificiais. A caldeira de biomassa em análise fornece vapor a companhia Iguaçu de café solúvel. A produção da caldeira é de 50.000 kg/h de vapor, sendo sua pressão de trabalho de 21 kgf/cm² (~2060 kPa) e temperatura do vapor de 216,2°C (~489 K). Para tanto, é queimado uma mistura de borra de café (rejeito da produção) e cavaco de eucalipto, sendo que, a proporção de entre os dois combustíveis é cerca de 25%-75%, respectivamente. São realizados balanços de primeira e segunda lei da termodinâmica para cada equipamento da caldeira, bem como, de maneira global. Parâmetros produtivos baseados na segunda lei da termodinâmica são apresentados para completar a análise. Parâmetros importantes no processo de combustão como excesso de oxigênio, umidade da borra de café e umidade do cavaco de eucalipto são incorporados à modelagem. A fim de predizer o comportamento da caldeira (vazão mássica das diversas correntes e temperaturas) para variações dos parâmetros de combustão, são utilizadas as redes neurais artificiais (RNA). Para treinamento das RNA's, são utilizados dados reais de operação fornecidos pela empresa. Com as RNA's treinadas e validadas, são apresentados os comportamentos termodinâmicos de cada equipamento como função da umidade das biomassas (borra de café e cavaco de eucalipto) e do excesso de oxigênio. Espera-se que este trabalho, possa contribuir para um melhor entendim... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work an exergetic analysis of a biomass boiler based on artificial neural networks is performed. A biomass boiler under analysis provides steam to the soluble coffee company Iguacu. The production of the boiler is 50,000 kg / h of steam, its working pressure being 21 kgf / cm² (~ 2060 kPa) and steam temperature 216.2 ° C (~ 489 K). To do so, it is a mixture of rubber coffee and eucalyptus chip, with a ratio between the two fuels being about 25% -75%, respectively. The first and second order balances of the law are executed for each boiler equipment, as well as, in the boiler in a global manner. Productive parameters in the second law of thermodynamics are presented to complete an analysis. The main components are not suitable for the combustion of oxygen, coffee moisture and humidity of the eucalyptus chip are incorporated into the modeling. The artificial neural data (RNA). For RNA training, customers are real to the company. The RNAs are trained and validated, they are executed in the thermodynamic exercise of each one of the functions like the function of the biomasses and the excess of oxygen. It is expected that this work will be responsible for a better understanding of the combinations of biomass that operates with the fuel mixture or not, since most of the operations are not radically radical in their operation. / Doutor

Orientador: Ana Maria Soares Pereira / Resumo: O gervão-roxo [Stachytarpheta cayennensis (Rich.) Vahl] é uma espécie nativa de ampla ocorrência no Brasil e de uso medicinal, comumente encontrada em bordas de matas e beiras de estradas. Existem poucos estudos sobre esta espécie, principalmente informações agronômicas, onde as plantas medicinais se diferenciam de outras culturas agrícolas pela necessidade de inter-relacionar a produção de massa-seca com a produção de princípio ativo. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar aspectos agronômicos e o teor de ipolamida e verbascosídeo em 15 clones de Stachytarpheta cayennensis (Rich.) Vahl oriundos de 4 municípios brasileiros, e cultivados em Botucatu/SP. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados contendo 6 blocos e 15 tratamentos que foi constituído por clones. Foram avaliados massa fresca e seca de parte aérea e raiz, teor de ipolamida e verbascosídeo no extrato seco de parte aérea. Para os teores dos princípios ativos e produção de massa seca, os resultados no clone BR e BT foram superiores em relação aos demais clones (A2, A3, A7, A9, A15, P4, P6, P7, P8, P11, P14, P16 e P19) sendo respectivamente, teor de 5,16% de ipolamida e 4,91% de verbascosídeo, e de 6,19% de ipolamida e 3,85% de verbascosídeo. Gervão-roxo [Stachytarpheta cayennensis (Rich.) Vahl] is a native species, widely found in Brazil and with medicinal use. It is commonly found on the edges of forests and roadsides. There are few studies about this species, especially focused on... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Denna rapport undersöker ett antal biomassors lämplighet att användas vid tillverkning av biokolgenom långsam pyrolys. Detta har genomförts med hjälp av en litteraturstudie inklusive fallstudierför alla undersökta biomassor och det resulterade i två modeller. En för karaktärisering av biokoletskemiska och fysiska egenskaper vid varierande pyrolystemperatur. Den andra modellen beskriver ivilken utsträckning systemets energibehov är självförsörjande. Detta genom att undersöka reaktornsenergibehov vid olika temperaturer och uppehållstider i förhållandet till den energimängd som finnstillgänglig i pyrolysgasen. De biomassor som i första hand undersökts är fiberslam, ligninpellets,olivavfall, solrosskal och kaffesump. Utöver dessa har även cashewnötsskal, kokosnötskal, risskal ochmandelskal inkluderats för att bedöma deras lämplighet att användas av Stockholm Exergi.Litteraturstudien visade att det finns många parametrar hos både processen och biomassan sompåverkar kvaliteten på biokolet, fördelning av produkter och systemnyttor. Att kvantifiera inverkanav alla parametrar visade sig svårt på grund av brist på data, varför endast effekten avpyrolystemperaturen kunde modelleras. Modell 1 visar att biokol från nötskal generellt sett är avhögre kvalitet än de från till exempel kärnor, olika typer av halm och biomassor med hög fukt ochaskhalt. De flesta nötskal är enligt fallstudierna mer lämpade för processer med fokus på bioolja somhuvudsaklig produkt. Modell 2 visade att mandelskal och olivkärnor bör ge en energimässigtsjälvförsörjande process vid temperaturer över 400 °C. / This report investigates the feasibility of several types of biomass to be used as feedstock forproduction of biochar by slow pyrolysis. A literature review and case studies for all investigatedfeedstocks resulted in two models: one for the characterization of physical and chemical propertiesof biochar at different high treatment temperatures, and the other for determining to what degreethe system will be thermally self-sustaining, if at all. This by determining the energy required by thereactor in comparison to the energy available in the pyrolysis gas. The primary investigatedfeedstocks were: fibre sludge, lignin pellets, olive wastes, sunflower seeds and exhausted coffeeresidue. Additionally, cashew nut shells, coconut shells, rice husks and almond shells were alsoinvestigated to determine their suitability for future use by Stockholm Exergi. The literature reviewshowed that there are various process parameters or parameters within the composition of thefeedstock that effects both the quality of the produced biochar, product distributions, and benefitswithin the system. To quantify the effect of all the parameters proved difficult due to the lack ofdata. However, enough data regarding the effects of the treatment temperature was collected andcould be used for modelling. Model 1 showed that biochar produced from nutshells generallyproduced biochar of higher quality than biochar made from kernels, different types of straw andfeedstocks with high content of water and ash. Most nutshells would, according to the conductedcase study, be more suited for processes where the primary objective is production of bio-oil. Model2 showed that almond shells and olive kernels should generate a thermally self-sustaining process attemperatures above 400 °C.

O objetivo deste estudo foi desenvolver e validar modelos preditores para a fitomassa epigéa da mata atlântica, formação vegetal que cobre a Serra do Mar no estado de São Paulo. Em duas parcelas de 100m2, 82 árvores foram cortadas, ao nível do solo, e anotadas suas medidas de altura e diâmetro. As folhas foram separadas dos ramos para determinação do peso fresco da porção foliar e lenhosa. Amostras de cada fração foram secas em estufa a 80o C, até peso constante, para determinação do peso seco. As árvores foram distribuídas em duas amostras aleatórias, sendo uma utilizada para o desenvolvimento das equações de regressão, e a outra para validá-las. Os modelos foram desenvolvidos através da análise de regressão linear simples e múltipla, tendo como variável dependente o peso seco (PS) e, como variáveis independentes a altura (h), o diâmetro (d) e o (d2h). A análise de validação foi feita através do coeficiente de correlação de Pearson, teste t-Sudent pareado e através do erro padrão da estimativa. As melhores equações para estimar o peso seco das árvores foram: lnPS = -4,1519 + 1,06068 ln d2h (r2=0,82; sy/x= 0,42; ricc=0,92); lnPS = -6,7171 + 1,30308 ln d2h (r2=0,88; sy/x= 0,44; ricc=0,93) e lnPS = -6,80067 + 3,77738 ln d (r2=0,92; sy/x =0,37; ricc=0,87). / The purpose of this study was develop and validate equations to estimative the aboveground phytomass of the Atlantic Forest, at the Serra do Mar, São Paulo, Southeast Brazil. In two available plots of 100m2, 82 trees were cut down at ground level. From each tree height and diameter was determined. Leaves and woody material were separated in order to determine their fresh weights in field conditions. Samples of each fraction were oven dried at 80o C to constant weight to determine their dry weight. The trees data were divided into two random samples. One sample was used for the development of the regression equations, and the validation was done using other one. The models were developed using single and multiple linear regression analysis, where the dependent variable was the dry mass and the independent variables were height (h), diameter (d) and d2h. The validation was done using Pearson correlation coefficient, paired t-Student test and standard error of estimation. The best equations to estimate aboveground phytomass were: lnPS = -4,1519 + 1,06068 ln d2 h (r2=0,82; sy/x= 0,42; ricc=0,92); lnPS = -6,7171 + 1,30308 ln d2h (r2=0,88; sy/x= 0,44; ricc=0,93) and lnPS = -6,80067 + 3,77738 ln d (r2=0,92; sy/x =0,37; ricc=0,87).

Orientador: Ricardo Andrade Rebelo. / Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Coorientador: Patrícia Raquel Silva Zanoni. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2016-02-05T16:45:48Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Patricia Sayuri Takeda.pdf: 5934061 bytes, checksum: 6c9da260c2d87cba67878af6d44d776e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T16:45:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Patricia Sayuri Takeda.pdf: 5934061 bytes, checksum: 6c9da260c2d87cba67878af6d44d776e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2008-10-16 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / This study aimed to evaluate the production of biomass and productivity of oil branches and leaves of rosewood (Aniba rosaeodora) trees in commercial plantations with ages of 3 and 5 years, subject to pruning and fertilization, located in Maués, states of Amazonas, Brazil. The planting of 3 years has 1,240 trees with spacing of 1.5 m x 2.0 m and the planting of 5 years has 335 trees with spacing of 3 m x 4 m. A completely randomized design was used for the experiment, with factorial of 2 x 2 (intensity of pruning and fertilization), composed of 4 treatments, with ten replicates were used for each treatment, for plantation. The crowns were pruned and quantified the biomass of branches and leaves, through the direct method. For fertilization were used dolomitic limestone, urea (45 % N), triple superphosphate (40 % P 2 O 5 ), potassium chloride (60 % K 2 O). The evaluation of sprout of the crown was made by resulting in the number, length and diameter of sprouts. After 12 months, the trees were pruned again; determining the amount of biomass produced the sprout and quantified and qualified the oil of branches and leaves. To the evaluation of the productivity of essential oil were selected three random samples of each treatment. The extraction of oil was made by hidrodistillation, using apparatus for Clevenger. The quality of the oil was determined by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), and the quantification of linalool, determined by gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID). The highest total biomass production of the crowns of trees, rosewood (Aniba rosaeodora) was obtained from the planting of 5 years old, with 24 ton/ha, whereas in the planting of 3 years produced a smaller quantity, with about 5 ton/ha. The planting of 3 years produced the largest quantity of biomass of sprout (16 ton/ha) in only 12 months of implementation of pruning, while the planting of 5 years produced smaller quantity (13 ton/ha). The treatments with pruning to 100 % of which had better answer with respect to the production of biomass of sprout of branches and leaves, in both plantations. The fertilizer was not a determining factor in the production of biomass of sprout of the crown, in plantations of 3 and 5 years, in the time interval of 12 months. The production of oil in the planting of 3 years was higher in treatment with a 100 % pruning and fertilization, as both branches of leaves, with 2.43 % and 4.28 % respectively, while the planting of 5 years the higher production of branches oil was obtained in treatment with a 50 % pruning and fertilization. The content of linalool found in oils of branches was higher than that of oils from the leaves, with 65 % of linalool in branches and 50 % in the leaves, in the planting of 3 years, and 65 % of linalool in branches and 38 % in the leaves of planting of 5 years. The content of essential oil and linalool in the branches and leaves showed that it is more profitable to extract oil from these parts of the plant that made of wood. In addition to prevent the extinction of species, provides increased production, especially if it is adopted the system of periodic pruning. / Este estudo teve como objetivo avaliar a produção de biomassa e a produtividade do óleo de galhos e folhas de árvores de pau-rosa (Aniba rosaeodora) em plantios comerciais com idades de 3 e 5 anos, submetidos à poda e adubação, localizados no município de Maués, estado do Amazonas, Brasil. O plantio de 3 anos possui 1.240 árvores com espaçamento de 1,5 m x 2,0 m, e o plantio de 5 anos possui 335 árvores e espaçamento de 3 m x 4 m. Foi utilizado um delineamento experimental inteiramente ao acaso, com esquema fatorial de 2 x 2 (intensidade de poda e adubação), composto por 4 tratamentos. Foram utilizados dez repetições para cada tratamento, por plantio. As copas foram podadas e quantificadas a biomassa dos galhos e folhas, através do método direto. Para a adubação foram utilizados os adubos: calcário dolomítico, uréia (45 % N), superfosfato triplo (40 % P 2 O 5 ), cloreto de potássio (60 % K 2 O). A avaliação da rebrota da copa foi obtida pelo número, comprimento e diâmetro das rebrotas. Após 12 meses, as árvores foram novamente podadas e determinada a biomassa da rebrota produzida e qualificado e quantificado o óleo de galhos e folhas. Para a avaliação da produtividade do óleo essencial foram selecionadas três amostras aleatórias de cada tratamento. A extração do óleo foi feita por hidrodestilação, utilizando o aparelho de Clevenger. A qualidade do óleo foi determinada através de cromatografia gasosa acoplada à espectroscopia de massas (CG-EM), assim como a quantificação do linalol, determinado por cromatografia gasosa com detector de ionização de chamas (CG-DIC). A maior produção de biomassa total da copa de árvores de pau-rosa foi obtida no plantio de 5 anos de idade, com 24 ton/ha, enquanto que no plantio de 3 anos produziu uma quantidade inferior, com cerca de 5 ton/ha. O plantio de 3 anos produziu maior quantidade de biomassa das rebrotas (16 ton/ha), em apenas 12 meses da aplicação da poda, enquanto o plantio de 5 anos produziu quantidade inferior (13 ton/ha). Os tratamentos com poda a 100 % tiveram melhores respostas na produção de biomassa das rebrotas de galhos e folhas, em ambos os plantios. A adubação não foi um fator determinante na produção de biomassa das rebrotas da copa, no intervalo de tempo de 12 meses. O rendimento de óleo, no plantio de 3 anos, foi maior no tratamento com poda a 100% e adubação, tanto de galhos quanto de folhas, com 2,43 % e 4,28 %, respectivamente, enquanto que no plantio de 5 anos, o maior rendimento de óleo dos galhos foi obtido no tratamento com poda a 50 % e adubação. O teor de linalol encontrado nos óleos de galhos foi superior ao dos óleos das folhas, com 64 % de linalol nos galhos e 50 % nas folhas do plantio de 3 anos, e 65 % de linalol nos galhos e 38 % nas folhas do plantio de 5 anos. O conteúdo de óleo essencial e de linalol nas folhas e galhos finos, mostrou que é mais rentável a extração de óleo destas partes vegetais do que os obtidos da madeira. Além de evitar a extinção da espécie, proporciona maior produção, principalmente se for adotado o sistema de podas periódicas.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. / Made available in DSpace on 2012-10-16T09:14:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Defesa : 09/06/95

Dissertação [mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:41:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 244733.pdf: 2840571 bytes, checksum: 995333451949829976262d7cc3c987a7 (MD5) / A demanda mundial de energia crescente e o efeito estufa induzido pelas atividades antropogênicas fazem da questão energética tema prioritário na agenda política global. O tratamento dos efluentes e resíduos provenientes das indústrias de carnes tem sido uma das grandes preocupações do setor agroindustrial. Na saída do tratamento físico-químico do efluente frigorífico pode-se obter cerca de 20% de lodo, que é um importante resíduo sólido orgânico. A aplicação do lodo sem tratamento prévio a práticas agrícolas pode ocasionar problemas ambientais e, atualmente, a reduzida área destinada a aterros sanitários e o transporte encarecem a sua disposição. O aproveitamento do lodo para a produção de vapor na indústria de carnes pode proporcionar ganhos energéticos e econômicos quanto à aquisição de combustíveis e aumentar a utilização de fontes de energia renovável. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o potencial de utilização do lodo gerado no tratamento primário de efluentes de um frigorífico como fonte de energia, levando-se em consideração suas propriedades físico-químicas e o controle de emissão dos poluentes atmosféricos no processo de combustão. Avaliou-se a combustão do cavaco e da mistura cavaco e lodo 9:1 em massa a partir da análise da concentração de poluentes, comparando-as com a legislação em vigor, e das perdas energéticas verificadas com a emissão de CO, CXHY e fuligem. A incorporação de 10% em massa de lodo à alimentação resultou em aumento da potência térmica nominal do sistema em aproximadamente 2% e economia no consumo anual de cavaco. Porém, em ambas as situações a queima foi ineficiente. A composição das cinzas do lodo determina a ocorrência de formação de depósitos e incrustação. Quanto menor a proporção de lodo na queima em grelha rotativa, menor a ocorrência desses problemas e melhor a homogeneidade da alimentação. Para que o processo de combustão alcance a máxima eficiência possível e produza pequenas quantidades de poluentes, cada etapa do processo deve ser otimizada levando-se em consideração a tecnologia de combustão aplicada, o tipo de biomassa e o seu comportamento térmico. Worldwide demand of energy and the greenhouse effect induced by anthropogenic activities make the energy question a prioritary subject in the global politics agenda. The treatment of wastewater and residue proceeding from meat processing industries has become great concerns in the agroindustrial sector. In the exit of the physicochemical treatment of slaughterhouse wastewater it can be obtained about 20% of sludge, an important organic solid residue. Application of the sludge without previous treatment to agricultural fields can cause environmental impacts and, currently, reduced area of sanitary landfills and transportation implies in the increasing of disposal costs. Exploitation of sludge for steam generation at meat processing industry can provide energy and economic profits. Co-combustion of sludge and primary fuels is an attractive option to increase the use of renewable fuels. The aim of this work was to evaluate the utilization of slaughterhouse biomass obtained from the physicochemical treatment of slaughterhouse wastewater as energy source, taking into account its physicochemical properties and the emission control of atmospheric pollutants. The wood chips combustion and the wood chips and sludge co-combustion in a mixture ratio of 9:1 in weight was evaluated by analysis of pollutants concentrations, comparing them with current legislation, and by energetic losses observed with the emissions of CO, CXHY and soot. Incorporation of 10% in weight of sludge to the feedstock resulted in increase of 2% in primary thermal power of the system, beyond the economy of the annual consumption of wood chips. However, in both situations the burning was not fuel-efficient. Chemical constitution of the mineral matter of the biomass determines the ash fouling tendency. Co-firing of sludge with wood chips in low amount in moving grate reduces these problems and improves feedstock homogeneity. In order to achieve a combustion that is as efficient as possible and produces only low amounts of pollutants, each combustion step must be optimized taking into consideration the combustion technology applied, the kind of biomass used and its thermal behaviour.