The goals of this thesis are to create a comprehensive business plan manual from various business plan frameworks and to clarify project documentation necessary for the commencement of the biomass power plant. The theoretical part serves to the reader as a manual, how to write a business plan. In each section the thesis lists necessary questions to be answered, the theory and the recommendations what to include in the business plan. The practical part represents a complete business plan of the development and op-eration of the biomass power plant with focus on the political analysis, key resources and financial analysis. In the end of the thesis the investment decision criteria are pre-sented together with the risks analysis, providing a solid information base upon which a potential investor can decide, whether to invest into the project.

Orientador: Araí Augusta Bernárdez Pécora / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-28T12:10:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JimenezChacon_Suranny_M.pdf: 86052116 bytes, checksum: 756e1de65a13a7a1cea018a1ed3d9ff2 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Uma vez que o desafio das novas gerações de pesquisadores é encontrar combustíveis renováveis e não agressivos ao meio ambiente, com propriedades similares ou superiores às dos combustíveis fósseis não renováveis, a busca por uma forma alternativa de combustível é cada vez mais recorrente. Visto que os recursos fósseis estão cada vez mais escassos, pode-se considerar que a busca de combustíveis alternativos é um desafio que marca a atualidade, pois consequentemente impulsiona o desenvolvimento de ideias inovadoras com a finalidade de substituir os combustíveis utilizados tradicionalmente. Sendo assim, uma linha de pesquisa que emerge oferecendo uma proposta a este problema é aquela baseada na utilização de biomassas para geração de biocombustíveis. Dado estes fatos, o objetivo deste projeto é estudar experimentalmente a pirólise lenta de bambu da espécie Dendrocalamus giganteus Munro em reator mecanicamente agitado, visando determinar o rendimento dos produtos (carvão vegetal, líquido e gás) para cada condição ensaiada e, posteriormente, avaliar as propriedades físico-químicas do bio-óleo gerado na condição em que ocorreu seu máximo rendimento. O bio-óleo foi coletado de forma fracionada em quatro diferentes faixas de temperatura (20 ¿ 220 ºC, 220 ¿ 300 ºC, 300 ¿ 400 ºC e 400 ¿ 500 ºC) com o objetivo de verificar os rendimentos e propriedades do líquido gerado em cada uma dessas faixas de temperatura. A descoberta de possíveis aplicações para o bio-óleo do bambu contribuiria para a viabilidade econômica do processo de produção de carvão de bambu, produto principal em reatores de pirólise lenta. Os ensaios de pirólise foram feitos seguindo um planejamento experimental 2^2 mais pontos centrais (DOE ¿ Design of experiments), com a finalidade de determinar a influência da velocidade de agitação (20 a 60 rpm) e do tempo de residência (10 a 30 min) sobre o rendimento do bio-óleo gerado. Os resultados indicaram que o melhor rendimento do bio-óleo (~ 53 %) ocorreu na condição em que a agitação do rotor estava em 60 rpm e 30 min de tempo de residência do sólido. O maior PCS do bio-óleo foi de 28,7 MJ/kg, correspondente à fração coletada entre 300 e 400 ºC / Abstract: Once the challenge of new generations of researchers is to find renewable fuels that are not harmful to the environment, and showing properties similar or superior to those of non-renewable fossil fuels, the search for an alternative form of fuel is becoming more recurrent. Since the fossil resources are increasingly scarce, it can be considered that the search for alternative fuels is a challenge that marks the present time, because it consequently drives the development of innovative ideas in order to replace the traditional fuels. Thus, a line of research that emerges offering a proposal to this problem is based on the use of biomass for generating biofuels. Given these facts, the aim of this project is to study, experimentally, the slow pyrolysis of bamboo Dendrocalamus giganteus Munro in a mechanically agitated reactor, in order to determine the yield of products (charcoal, bio-oil and gas) for each test condition and subsequently evaluate the physicochemical properties of bio-oil generated in the condition in which the maximum efficiency occurred. The bio-oil was collected in separated portions at four different temperature ranges (20 ¿ 220 ºC, 220 ¿ 300 ºC, 300 ¿ 400 ºC e 400 ¿ 500 ºC) in order to verify yield and properties in each of these temperature ranges. The discovery of possible applications for the bamboo bio-oil will contribute to the economic viability of production process of bamboo charcoal, the main product of slow pyrolysis reactors. The pyrolysis experimental tests were made following a factorial design 2^2 more central points (DOE - Design of Experiments), with the purpose of determining the influence of agitation speed (20 to 60 rpm) and residence time (10 to 30 min) on yield generated from the process. The results indicated that the best bio-oil yield (~ 53 %) occurred in the condition in which the rotor agitation was 60 rpm and the solid residence time was 30 min. The highest heating value of the bio-oil was 28,7 MJ/kg, corresponding to the fraction collected between 300 and 400 °C / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador: Saulo Philipe Sebastião Guerra / Banca: Ivana Cesarino / Banca: Vladimir Eliodoro Costa / Resumo: A utilização da biomassa vegetal está se apresentando como uma alternativa viável para a sustentabilidade energética das futuras gerações. Apesar dessa crescente necessidade de fontes renováveis, são poucos os trabalhos que caracterizam a viabilidade dos tocos para fornecimento de energia. O tema tocos é inovador e, por isso, existem poucos relatos, na literatura nacional, sobre este assunto. O objetivo principal da pesquisa foi realizar a caracterização físico-química de tocos de florestas plantadas de eucalipto, avaliando os efeitos de clone e tempo de estocagem, contribuindo, assim, no conhecimento que envolve a conversão da biomassa florestal em energia. Para isso, foram utilizadas as espécies de tocos de eucalipto, Eucalyptus grandis × camaldulensis, Eucalyptus urophylla × grandis, e Eucalyptus grandis. A biomassa foi coletada com tempo de estocagem de 0,15, 30, 45, 60, 75 e 90 dias. As análises realizadas foram: análise imediata, análise elementar, poder calorifico, densidade básica, cloro e umidade. O trabalho foi desenvolvido em um experimento inteiramente casualizado e considerou-se um esquema fatorial (3 x 7) com dois fatores, 3 clones e 7 tempos. Foram realizados modelos lineares generalizados e quando apresentada diferença significativa, foi realizado o teste TUKEY-KRAMER para a comparação entre as médias. O fator tempo não apresentou diferença significativa em nenhuma das variáveis analisadas. A densidade básica da madeira e o poder calorífico superior não aprese... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of plant biomass is a viable alternative for the sustainability of future generations. Firstly, there are renewable energy sources, these are the jobs that characterize the viability of the stumps for energy supply. The theme is very innovative, however, we must consider the existence of some reports in the national literature on this subject. The main objective of the research is to perform a physical-chemical analysis of stumps of eucalyptus planted plants, evaluating the effects of the clone and the time of storage. Thus contributing, no knowledge that involves the emission of the forest biomass in energy. The species Eucalyptus, Eucalyptus grandis × camaldulensis, Eucalyptus urophylla × grandis, and Eucalyptus grandis were studied. The biomass was collected with storage time of 0.15, 30, 45, 60, 75 and 90 days. They were analyzed (immediate analysis, elemental analysis, calorific value, basic measurement, chlorine and humidity). The work was developed in a completely randomized experiment and considered a factorial scheme (3 x 7) with two factors, 3 clones and 7 times, generalized linear models were performed and when it made the difference, the TUKEY-KRAMER test was performed for a comparison between averages. At present, the ability to analyze is not determined. The basic magazine of wood and calorific power superior non-frequent when compared to the behaviors time and clone. The ash content, the volatile content, the fixed carbon and the difference between all the clones. Hyphloria, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur and chlorine are also significantly different for a 5 % probability of biomass production and for energy production. The analyzed conditions, the studied eucalyptus clones can be considered with a renewable biofuel and have a great energetic potential. / Mestre

The first detailed systematic investigation of a cement plant with various carbon capture technologies has been performed. The calcium looping (Ca-looping) process has emerged as a leading option for this purpose, since this process applied to a cement plant provides an opportunity to use the CaO purge for clinker production. The Ca-looping process is comprised of two interconnected reactors where the carbonator captures CO2 from flue gases and the calciner regenerates the CaCO3 into CaO by oxy-combustion. Fully integrated process flowsheets have been developed and simulated in UniSim Design Suite from Honeywell. The detailed carbonator model has been implemented using Matlab and incorporated into UniSim to provide a full flowsheet simulation for an exemplary dry-feed cement plant as a user-defined operation. The base cement plant simulation was also modified to integrate three different carbon capture processes: membrane; indirect calcination; and amine-scrubbing. Furthermore, an advanced configuration of Ca-looping process has been investigated where the energy intensive air separation unit was replaced with a chemical looping combustion (CLC) cycle. Each case has been optimised to minimise its energy consumption and compared in terms of levelised cost of cement and its resulting cost of CO2 avoided at the same CO2 avoidance rate. The proposed integration of the Ca-looping process is capable of achieving over 90% CO2 avoidance with additional fuel consumption of 2.5 to 3.0 GJth/ton CO2 avoided. By using an advanced configuration of the Ca-looping process with a CLC cycle, the additional fuel consumption can be reduced to 1.7 GJth/ton CO2 avoided, but the cost of the oxygen carrier is the major concern for this system. Among the other CO2 capture options, the membrane process is a promising alternative for the Ca-looping process since it has a potential of achieving the target CO2 avoidance rate and purity requiring lower energy consumption. The indirect calcination process provides moderate levels of CO2 avoidance (up to 56%) without a need of an external capture process whereas the integration of the amine process in a cement plant is challenging as a result of the requirement of steam for solvent regeneration. Furthermore, considering zero net CO2 emissions associated with biomass combustion systems, a novel concept has been analysed to capture of CO2 in-situ with the Ca-looping process while operating the combustor of a dedicated biomass power plant at sufficiently low temperature. This process is capable of achieving 84% overall CO2 capture rate with an energy penalty of 5.2% when a proper heat exchanger network is designed with the support of a pinch analysis. The techno-economic performance of the biomass power plant with in-situ Ca-looping CO2 capture process was compared with that of the alternative biomass-air-fired and biomass-oxy-fired power plants.

Proveniente do processo de pirólise, o biochar é constituído por elevado teor de carbono, em estruturas que são responsáveis pela elevada resistência à degradação. O material vem sendo objeto de estudo por seus diversos usos e benefícios que oferece ao ambiente. Quando aplicado ao solo traz melhorias relacionadas às propriedades químicas, físicas e microbiológicas do mesmo, além de ser ferramenta para o sequestro de carbono, alternativa para disposição de resíduos orgânicos com concomitante produção de energia. Entretanto, as propriedades químicas e físicas dos biochars variam grandemente devido à diversidade de matérias-primas e das condições de produção. O presente estudo visou avaliar a variação das propriedades físicas, químicas e morfológicas do biochar e a influência da matéria-prima e da temperatura de pirólise na caracterização final do produto. Para tanto, foram produzidos biochars oriundos da combinaçao de quatro temperaturas (350, 450, 550 e 650 °C) e de quatro matérias-primas (palha de cana-de-açúcar, casca de arroz, dejeto de galinha e serragem). Em todos os produtos e materiais de origem foram feitas avaliações de pH, condutividade elétrica (C.E.), capacidade de troca catiônica (CTC), teor de carbono (C), nitrogênio (N), hidrogênio (H), material volátil e cinzas, teor de nutrientes, além de avaliação de espectroscopia através de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), análise de morfologia por Microscopia Eletrônica de Varredura, análise de termogravimetria e teores de lignina celulose e hemicelulose. Constatou-se variação de algumas proprieades químicas como os teores de C, H, O, materiais voláteis, cinzas, carbono fixo, índice pH, condutividade elétrica e capacidade de troca catiônica com maior influência da temperatura de pirólise. O teor inicial de macro e micronutrientes presentes nas matérias-primas apresentou maior influência na variação das concentrações desses nutrientes nos biochars. De forma geral observou-se aumento da estabilidade química nos diferentes biochars com a elevação da temperatura de pirólise. A recalcitrância dos biochars confere-lhes persitência no solo e é confirmada pelo aumento dos teores de C e diminuição da emissão de CO2 nos tratamentos com adição desses materiais em comparação com adição de suas respectivas matérias-primas. Ademais, a contribuição dos biochars para elevação no pH do solo é de fundamental importância para sua adoção na agricultura sob o ponto de vista de fertilidade do solo. / A product of pyrolysis, biochar is a carbon rich material and its structure is responsible for the high resistance to degradation. Biochar is an interesting object of study due to its diverse applications and amendments to the environment. When applied to the soil, it is able to enhance soil physical, chemical and microbiological properties. It is also pointed as an instrument to sequester carbon and an alternative disposal for organic residues as well as energy source. However, the resultant properties of biochar vary greatly considering the diverse options of feedstocks combined with the contrasting production conditions used to obtain the final product. The present study aimed the evaluation of the different chemical and physical properties within a range of diverse biochars, and the assessment of feedstock or pyrolysis temperature mediated changes. The biochars produced combined pyrolysis temperatures (350, 450, 550 and 650 °C) with four feedstocks (sugar cane straw, rice husk, poultry manure and sawdust). In order to assess biochar properties and the temperature or feedstock mediated changes, several analysis were performed in the feedstock and biochars produced. The analysis included pH, cation exchange capacity, carbon, nitrogen and hydrogen content, proximate analysis, nutrient content, as well as spectroscopy performances such as Fourier Transformed Infrared (FTIR), morphological assessment through Scanning Electron Microscopy (SEM), termogravimetric analysis and lignin, cellulose and hemicellulose contents. The results suggests that temperature influenced greatly some of the chemical properties assessed, such as the contents of C, H, O, volatile matter, ash, fixed C, pH, electrical conductivity, cation exchange capacity. Feedstocks initial macro and micronutrient contents exhibited more influence in the variation of these elements in the biochars. In general, there was an increase in chemical stability in the different biochars with increasing pyrolysis temperature. The high recalcitrance found in biochars enable them to persist within the soil, which was confirmed by the increased levels of C content and decreased CO2 emissions when biochars addition was compared with their feedstocks addition to soils. Moreover, the contribution of biochar in increasing soil pH is very important from a soil fertility standpoint.

Orientador: José Anchieta Gomes Neto / Banca: Clovis Augusto Ribeiro / Banca: Pedro Henrique de Cerqueira Luz / Resumo: Avaliou-se a amostragem direta de sólidos como base de métodos analíticos simples, rápidos e mais limpos para determinar Co, Mo, Ni e V em tecido vegetal e solo empregando a espectrometria de absorção atômica de alta resolução com fonte contínua. Esta técnica foi escolhida devido as suas características peculiares, especialmente a elevada capacidade de correção de fundo. Na determinação de cobalto em material vegetal, a sobreposição espectral de SiO(g) na linha 240,725 nm do Co foi corrigida pelo método dos mínimos quadrados. Curvas de calibração (0-540 pg) com bons coeficientes de correlação lineares (R 0,9993) foram obtidas com padrões sólidos. O limite de detecção (LOD) foi 3 pg Co. Na determinação simultânea de Mo e Ni em material vegetal, empregou-se Co como padrão interno para Ni. Curvas de calibração (0,8-50 ng Ni; 0-0,33 ng Mo) lineares (R 0,9937) foram obtidas com padrões aquosos sem modificador químico. Os LODs foram 0,018 ng Mo e 0,025 ng Ni. A padronização interna aumentou a precisão das medidas para Ni de 62-135% para 94-105%. Vanádio e Co foram determinados em solos empregando NH4F como modificador. As calibrações, com padrões aquosos para V (0-40 ng), e por compatibilização de matriz para Co (0-5,0 ng), forneceram R 0,9979. Os LODs foram 0,044 ng Co e 0,43 ng V. Na determinação de Mo e Ni em solo, o modificador Mg(NO3)2 foi utilizado apenas para Ni. As curvas de calibração aquosas (0-500 ng Ni; 0-0,54 ng Mo) forneceram R 0,9953. Na determinação do Ni foi mo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: High-resolution continuum source atomic absorption spectrometry with direct solid sampling was employed for the development of simple, fast and clean analytical methods for Co, Mo, Ni and V determination in soil and plant materials. The technique has as main advantages the efficiency to correct background absorption. For cobalt determination in plant material, a spectral overlap of SiO molecular absorption in Co line was corrected by using least squares background correction method. Calibration curves (0-540 pg) with correlation coefficients higher of 0.9993 were obtained with solid standards. The limit of detection was of 3 pg Co. For simultaneous determination of Mo and Ni in plant material Co was employed as internal standard for Ni. Calibration curves (0.8-50 ng Ni; 0-0.33 ng Mo) with correlation coefficients higher of 0.9937 were obtained with aqueous standards without chemical modifier. The LODs were 0.025 and 0.018 ng for Mo and Ni, respectively. The internal standardization increased the accuracy of Ni determinations from 62-135% to 94-105%. For V and Co determinations in soils the NH4F was used as chemical modifier. The calibration with aqueous standards for V (0-40 ng), and compatibility matrix for Co (0-5.0 ng), provided linear correlation coefficients better of 0.9979. The LODs were 0.044 and 0.43 ng for Co and V, respectively. For Mo and Ni determination in soil the Mg(NO3)2 was used as chemical modifier for Ni. The aqueous calibration curves (0-500 ng Ni; 0-0.54... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marcelo de Almeida Silva / Coorientador: Gustavo Maia Souza / Banca: Juliano Carlos Calonego / Banca: João Domingos Rodrigues / Banca: Carlos Sergio Tiritan / Banca: Marcos Silveira Bernardes / Resumo: A produção mundial de energia necessita aumentar no mínimo 50% até 2050 de modo a se atender crescimento populacional e o desenvolvimento econômico. Uma das estratégias será aumentar a eficiência da conversão de energia solar em fito-energia, no entanto, ainda faz se necessário conhecer qual a real eficiência deste processo à campo e como o ambiente de produção pode influenciá-lo, principalmente na cultura da cana-de-açúcar, que é a principal matéria-prima no Brasil. Nesse sentido o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do ambiente de produção na eficiência da conversão de energia solar em fito-energia em três cultivares de cana-de-açúcar. Adotou-se o delineamento experimental em blocos ao acaso no esquema fatorial 2x3, tendo dois ambientes de produção (A e C) e três cultivares de cana-de-açúcar (SP80-3280, RB855156 e RB867515). Foram avaliados dois ciclos de cultivo (cana-planta, março de 2014 a maio de 2015; cana-soca, maio de 2015 a junho de 2016). Aos 150, 285 e 415 dias após o plantio (DAP) e 150, 180 e 380 dias após a colheita (DAC) foi avaliado a produtividade de biomassa (MSPA), eficiência de uso da radiação (EUR) e eficiência da conversão de energia solar em fito-energia (EC). A produtividade de colmos na cana-planta e cana-soca foi 30,2 e 28,9% maior no ambiente de produção A, enquanto que a produtividade de MSPA foi de 11,2 e 21,9% na cana-planta e cana-soca nos ambientes de produção A e C, respectivamente. Apesar do ambiente de produção A ter recebido 5,2 e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: World energy production needs to increase by at least 50% until 2050, to meet population growth and economic development. One of the strategies will be to increase the conversion efficiency of solar energy to phyto energy, however, it is still necessary to know the real efficiency of this process in the field and how the production environment can influence it, especially in sugarcane, which is the main raw material in Brazil. In this sense, the objective of this work was to evaluate the effect of production environment on efficiency of the conversion of solar energy to phyto-energy in three cultivars of sugarcane. It was used a design of complete block randomized in the 2x3 factorial scheme, with two production environments (A and C) and three sugarcane cultivars (SP80-3280, RB855156 and RB867515). Two cultivation cycles (cane-plant, from March 2014 to May 2015, cane-ratoon, from May 2015 to June 2016) were evaluated. At 150, 285 and 415 days after planting (DAP) and 150, 180 and 380 days after harvest (DAH) the biomass productivity (DMAP) the radiation use efficiency (RUE) and efficiency of the conversion of solar energy to phyto-energy (EC). The stalks production in cane-plant and cane-ratoon was 30,2 and 28,9% higher in production environment A, while DMAP yield was 11,2 and 21,9% in cane-plant and cane-ratton in production environments A and C, respectively. Although the production environment A received 5,2 and 5,8% less solar radiation than the production environment C in cane-plant and cane-ratoon, it was observed that the RUE and EC was higher in all cultivars in the production environment A in both crop cycles. The average EC of the cultivars was 3.84 and 2.93% in cana-plant and 3,42 and 2,24% in cane-ratoon in productions environments A and C, respectively. The EC was higher in the production environment A due to higher fraction of diffuse solar radiation, higher water availability and soil ... / Doutor

Proveniente do processo de pirólise, o biochar é constituído por elevado teor de carbono, em estruturas que são responsáveis pela elevada resistência à degradação. O material vem sendo objeto de estudo por seus diversos usos e benefícios que oferece ao ambiente. Quando aplicado ao solo traz melhorias relacionadas às propriedades químicas, físicas e microbiológicas do mesmo, além de ser ferramenta para o sequestro de carbono, alternativa para disposição de resíduos orgânicos com concomitante produção de energia. Entretanto, as propriedades químicas e físicas dos biochars variam grandemente devido à diversidade de matérias-primas e das condições de produção. O presente estudo visou avaliar a variação das propriedades físicas, químicas e morfológicas do biochar e a influência da matéria-prima e da temperatura de pirólise na caracterização final do produto. Para tanto, foram produzidos biochars oriundos da combinaçao de quatro temperaturas (350, 450, 550 e 650 °C) e de quatro matérias-primas (palha de cana-de-açúcar, casca de arroz, dejeto de galinha e serragem). Em todos os produtos e materiais de origem foram feitas avaliações de pH, condutividade elétrica (C.E.), capacidade de troca catiônica (CTC), teor de carbono (C), nitrogênio (N), hidrogênio (H), material volátil e cinzas, teor de nutrientes, além de avaliação de espectroscopia através de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), análise de morfologia por Microscopia Eletrônica de Varredura, análise de termogravimetria e teores de lignina celulose e hemicelulose. Constatou-se variação de algumas proprieades químicas como os teores de C, H, O, materiais voláteis, cinzas, carbono fixo, índice pH, condutividade elétrica e capacidade de troca catiônica com maior influência da temperatura de pirólise. O teor inicial de macro e micronutrientes presentes nas matérias-primas apresentou maior influência na variação das concentrações desses nutrientes nos biochars. De forma geral observou-se aumento da estabilidade química nos diferentes biochars com a elevação da temperatura de pirólise. A recalcitrância dos biochars confere-lhes persitência no solo e é confirmada pelo aumento dos teores de C e diminuição da emissão de CO2 nos tratamentos com adição desses materiais em comparação com adição de suas respectivas matérias-primas. Ademais, a contribuição dos biochars para elevação no pH do solo é de fundamental importância para sua adoção na agricultura sob o ponto de vista de fertilidade do solo. / A product of pyrolysis, biochar is a carbon rich material and its structure is responsible for the high resistance to degradation. Biochar is an interesting object of study due to its diverse applications and amendments to the environment. When applied to the soil, it is able to enhance soil physical, chemical and microbiological properties. It is also pointed as an instrument to sequester carbon and an alternative disposal for organic residues as well as energy source. However, the resultant properties of biochar vary greatly considering the diverse options of feedstocks combined with the contrasting production conditions used to obtain the final product. The present study aimed the evaluation of the different chemical and physical properties within a range of diverse biochars, and the assessment of feedstock or pyrolysis temperature mediated changes. The biochars produced combined pyrolysis temperatures (350, 450, 550 and 650 °C) with four feedstocks (sugar cane straw, rice husk, poultry manure and sawdust). In order to assess biochar properties and the temperature or feedstock mediated changes, several analysis were performed in the feedstock and biochars produced. The analysis included pH, cation exchange capacity, carbon, nitrogen and hydrogen content, proximate analysis, nutrient content, as well as spectroscopy performances such as Fourier Transformed Infrared (FTIR), morphological assessment through Scanning Electron Microscopy (SEM), termogravimetric analysis and lignin, cellulose and hemicellulose contents. The results suggests that temperature influenced greatly some of the chemical properties assessed, such as the contents of C, H, O, volatile matter, ash, fixed C, pH, electrical conductivity, cation exchange capacity. Feedstocks initial macro and micronutrient contents exhibited more influence in the variation of these elements in the biochars. In general, there was an increase in chemical stability in the different biochars with increasing pyrolysis temperature. The high recalcitrance found in biochars enable them to persist within the soil, which was confirmed by the increased levels of C content and decreased CO2 emissions when biochars addition was compared with their feedstocks addition to soils. Moreover, the contribution of biochar in increasing soil pH is very important from a soil fertility standpoint.

Orientador: Gustavo Ventorim / Coorientador: José Cláudio Caraschi / Banca: Glaucia Aparecida Prates / Banca: Ricardo Marques Barreiro / Banca: Manoel Cleber de Sampaio Alves / Banca: Fábio Minoru Yamaji / Resumo: As previsões indicam crescimento da demanda por pellets de biomassa nos próximos anos, sobretudo depois dos recentes acordos firmados pela Conferência do Clima em Paris (COP21), que aponta a necessidade de substituir combustíveis fósseis por recursos energéticos com baixas emissões de carbono. Países desenvolvidos pesquisam plantas de ciclo curto e alto rendimento de massa seca que possam suprir essa necessidade por energia limpa e renovável. No Brasil, começam a se desenvolver culturas energéticas como o bambu, cana-energia, sorgo e capim-elefante, que são especialmente dedicados à geração de energia termoelétrica. Porém, pouco se sabe sobre a viabilidade técnica da produção de pellets com essas biomassas. Este estudo analisou as características físicas (densidade a granel, teor de umidade e durabilidade mecânica), químicas (CHNS/O, carbono fixo, voláteis, cinzas, extrativos, lignina e holocelulose) e térmicas (poder calorífico superior e inferior, densidade energética) de nove amostras de pellets, sendo cinco de biomassa florestal e quatro gramíneas. Objetivou-se determinar qual biomassa vegetal apresenta as melhores características bioenergéticas para a produção de pellets e as técnicas multivariadas de agrupamento hierárquico (HCA) e dos componentes principais (PCA) foram empregadas nessa avaliação. Os resultados, que foram comparados com os padrões estabelecidos na norma internacional ISO 17225, mostraram que os pellets de biomassa florestal apresentaram características ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: A biomass growth pellets demand is expected in the coming years, especially after the recent agreements signed by the Climate Conference in Paris (COP 21), which indicates the need to replace fossil fuels for energy sources with low carbon emissions. Short-cycle plants with dry mass high-output production is the aim of developed countries researches, in order to meet the need for clean and renewable energy. Energy crops like bamboo, energy cane, sorghum and elephant grass has begun in Brazil, which are especially applied to thermoelectric power generation. Nevertheless, there is little awareness about the technical feasibility of pellet production using these biomasses. This study examined the physical (bulk density, moisture content, mechanical durability), chemical (CHNS/O, fixed carbon, volatile, ash, extractive, lignin, holocellulose) and thermal characteristics (high and lower calorific value, energy density) of nine pellets samples. Five of them were plant biomass - from forest and four grass species. The purpose to determine which plant biomass has the best bioenergetic characteristics for the production of pellets and multivariate techniques of hierarchical Clustering (HAC) and the main components (PCA) were used in this evaluation. The results, compared with the standards set by ISO 17225, showed that forest biomass pellets presented more efficient bioenergetic characteristics than grass pellets. Thus, it was concluded that the Pinus woody biomass showed the best overall performance for the production of solid biofuels in pellets form, with favorable ash content, energy density, calorific value and specific volume / Doutor

Orientador: Saulo Philipe Sebastião Guerra / Coorientador: Marcelo de Almeida Silva / Banca: Carmen Silvia Fernandes Boaro / Banca: Otavio Camargo Campoe / Resumo: Com o aumento da demanda por fontes de energia renováveis, a biomassa vegetal tem ganhado cada vez mais visibilidade no cenário mundial como fonte de energia limpa e renovável. A fonte de biomassa mais utilizada no Brasil é o eucalipto, entretanto, o bambu, com seu rápido crescimento, apresenta-se como uma potencial opção à utilização do eucalipto. Estudos evidenciam seu potencial energético, vezes similares ou até maiores que os encontrados para o eucalipto, entretanto ainda há pouca informação na literatura. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi de obter modelos para a estimativa da área foliar (AF) do Bambusa vulgaris, índice ecofisiológico fundamental para estudos de produtividade; e realizar sua análise de crescimento, para entender seu desenvolvimento, ambos durante o segundo ano após o plantio, em um sistema florestal de curta rotação (SFCR).Em cada avaliação era realizado inventário florestal para seleção de uma touceira representativa com a população naquele momento. Feito isso, uma touceira de B. vulgaris era cortada e caracterizados um colmo jovem, intermediário e velho. Da massa vegetal verde foi obtida a massa seca total. Paralelamente, um quarto de folhas de cada colmo caracterizado foi separado para o estudo da área foliar. Foram obtidos altura (A), diâmetro a altura do peito (D) dos colmos, comprimento (C) e largura (L) da folha e número de colmos da touceira (N), baseado nisso foram gerados modelos lineares múltiplosindividuais e para as avaliações agrupad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The biomass has gained more and more visibility in the world as clean energy in the last few years, and, therefore the renewable energy sources demands. Eucalyptus trees is the more used source in Brazil for bioenergy, however, bamboo shows a big potential in biomass production turn into an option to eucalyptus or any other forest source. Some studies evidence bamboo energetic potential, sometimes similar or even bigger than eucalyptus. In the other hand is still rare to find any kind of study about this specie, specially about their ecophysiology. The aim of this study was to obtain models to estimate Bambusa vulgaris leaf area (LA), an important index to productivity studies, as well as, conduce a growth analysis to understand their development, both during the second year after planting, in a short rotation coppice (SRC) with bioenergetic aim. On each evaluation, it was done a forest inventory to select a representative clump of B. vulgaris to that moment. The selected one was cut and the stems were characterized as young, intermediate and old. From the fresh matter was obtained the total dry matter. At the same time, a quarter of leaves from each characterized stem were separate to leaf area study. It was evaluated in the stems the height (H), diameter at breath high (D) of stem, length (L) and width (W) of leaves and number of clump‟s stems (N), based on it was generate the linear multiples models to each evaluation and grouped ones as well. All generated models, individ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre