Orientadores: Antonio Marsaioli Jr., Hilary Castle de Menezes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-29T03:45:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Canto_MartaWeberdo_D.pdf: 58370719 bytes, checksum: 428c2c874411981c53d63ba06bc39bee (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho teve como escopo contribuir com um maior conhecimento sobre a aplicação da tecnologia de microondas, na torração de café, em comparação ao método convencional, nas diferentes qualidades de cafés arabicas (duro para melhor, mole e estritamente mole). Para este fim, foram desenvolvidas condições experimentais para a torração dos grãos de café por microondas a 3500W, 3700We 3850W, na freqüência de 2450 MHz, em um secador rotativo combinado a ar quente, em planta piloto, e para a torração por método convencional [doméstico e rápido (industrial) a 210°C e 220°C], em um torrador de prova de café. o sistema de aquecimento por microondas promoveu um aumento de qualidade no café duro para melhor, menor qualidade de café neste estudo, quando torrado à potências de 3500W e de 3700W, passando de uma resposta sensorial de café duro para melhor com acidez forte para café mole com acidez considerável. Todavia, no café mole, de maior qualidade que café duro para melhor, as microondas apenas proporcionaram a manutenção desta mesma qualidade na potência de 3500W, e uma diminuição desta a 3700W. Nas condições estudadas, não foi possível torrar o café estritamente mole, por este sistema de aquecimento não convencional. Assim, a tecnologia de microondas, desponta como um potencial de desenvolvimento, principalmente para a aplicação em cafés verdes de menor qualidade. Os parâmetros físicos [densidade aparente, diâmetro do grão, grau de inchação, aumento de volume e aumento de tamanho do grão, atividade de água, pH, concentração iônica, cor CIELAB e perda de peso] do café verde e torrado foram avaliados nas diferentes condições de aquecimento convencional e de microondas. As propriedades dielétricas (coeficiente de atenuação, profundidade de penetração, coeficiente dielétrico, fator de perda dielétrica, tangente de perda dielétrica, coeficiente de fase, velocidade de fase, condutividade dielétrica, intensidade de campo elétrico, energia dissipada por volume, fator de perda dielétrica efetiva e tangente de perda dielétrica efetiva) do café também foram determinadas a fim de se avaliar o seu comportamento sob a ação das microondas, e relacioná-Ias com o processo de torração por microondas. A presença de cafeína e dos ácidos 5-cafeoil quínico e caféico foram determinados por CLAE, no café verde e torrado, de maneira a, relacioná-Ios com os diferentes processos de torração e as diferentes qualidades de café arabica. Testes sensoriais foram realizados por classificadores e provadores de café. A utilização das propriedades dielétricas para a avaliação do processo de microondas permitiu uma maior compreensão dos fenômenos que ocorreram durante a torração do café. E desta maneira prever e avaliar o comportamento do café, frente a um determinado campo eletromagnético. No grão verde de café duro para melhor, uma maior densidade aparente média em um maior diâmetro de grão, ou seja, uma estrutura de grão verde mais compactada em relação as outras qualidades de café, reportou em termos de propriedades dielétricas, uma maior constante de atenuação, menor profundidade de penetração, menor impedância intrínseca (maior reflexão e menor transmissão), maior coeficiente dielétrico, maior perda dielétrica, maior condutividade dielétrica, maior coeficiente e velocidade de fase, em uma menor tangente de perda dielétrica. Estas em diferentes potências de microondas, no café torrado, resultaram em uma menor taxa de aumento de temperatura, menor intensidade de campo elétrico (Erms) a 3500 W e 3700 W, menor perda de peso (mas em valores de menor luminosidade para L*) em comparação ao café mole. A resposta sensorial para estes cafés torrados a 3500W e a 3700W foi de, cafés moles com acidez considerável. / Abstract: The objective of this study was to contribute a greater knowledge about different coffee roasting processes by both conventional and microwave methods, comparing the effects on different qualities of arabica coffee (hard to better, soft and very soft). Thus experimental coffee roasting conditions were developed [domestic and rapid (industrial) at 210°C and 220°C] using a laboratory scale roaster, and by microwaves at 3500W, 3700Wand 3850W at a frequency of 2450 MHz, in a pilot rotary dryer combined with hot air. The heating system using microwaves resulted in an increase in quality in the lowest quality coffee sample studied (hard to better), when roasted at 3500W and at 3700W, improving from a classification of hard to better with strong acidity to soft with considerable acidity. However, with the soft coffee sample, the use of microwaves at 3500W only maintained this classification, and at 3700W, resulted in a decrease in quality. Under the conditions studied, it was not possible to roast the very soft coffee sample using microwaves. Thus a technology with potential for development, especially for application in lower quality coffees, was demonstrated. The physical parameters [apparent density, bean diameter, bean swelling, increase in volume and size, water activity, pH, ionic concentration, CIELAB colour and loss of weight] of the rawand roasted coffees, were evaluated for the different heating conditions by both conventional and microwave systems. The dielectric properties (attenuation coefficient, depth of penetration, dielectric coefficient, dielectric loss factor, dielectric loss tangent, phase coefficient and velocity, dielectric conductivity, electric field intensity, energy dissipated per volume, factor and tangent of the effective dielectric loss) of the coffees were also determined, in order to evaluate the behaviour under the action of microwaves, and relate this to the microwave roasting process. Caffeine, 5-caffeoylquinic acid and caffeic acid were determined in both the raw and roasted coffees by HPLC, so as to relate them to the different roasting processes and to the different qualities of arabica coffee. Sensory tests were carried out by qualified coffee tasters and classifiers. The use of the dielectric properties to evaluate the microwave process allowed for a greater understanding of the phenomena occurring during the roasting of coffee, and thus forecast and evaluate the behaviour of the coffee when submitted to a determined electromagnetic field. In the raw coffee bean of the hard to better sample, a greater mean apparent density in a bean with a greater diameter, that is, a more compact green bean structure in relation to the other coffee qualities, resulted in the following effects on the dielectric properties: a greater attenuation constant, greater depth of penetration, lower intrinsic impedance (greater reflection and lower transmission), greater dielectric coefficient, greater dielectric loss, greater dielectric conductivity, greater phase coefficient and velocity, in a smaller tangent of dielectric loss. These effects, at the different microwave powers, resulted in roasted coffees with a lower rate of temperature increase, a lower intensityo f electric field (Erms)at 3500Wand 3700W and a smaller weight loss (but with lower values for luminosity L*), as compared to the soft coffee. The sensory classification of these coffees, roasted at 3500W and at 3700W, was soft coffees with considerable aeidity. The hard to better eoffee roasted at 3500W, exhibited a greater L* and greater "f' factor, a greater degree of thermal destruction on the bean surface as compared to that in the internal part of the grain, a greater degree of thermal lack of uniformity. When roasted at 3700W, it showed a lower positive ~L* and lower positive "f' factor, and, together with this, less thermal destruction on the bean surface and a greater degree of lack of uniformity with the thermal treatment. / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador : Antonio de Melo Serrano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-14T13:12:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EspinozaAtencia_EliJoaquim_M.pdf: 3800861 bytes, checksum: c04f798ce5c26ec364000f8f039e38cc (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: O presente trabalho visou estudar as taxas de liberação de gás carbônico do café torrado e moído. Consistiu em medir as pressões criadas pela liberação de CO2 de uma amostra do café torrado e moído, num aparelho manométrico previamente desenhado e construído por nós. O volume do gás liberado foi determinado a partir do aumento das pressões manométricas (?hO - ?ht) , de 200g de amostra de café torrado e torrado e moído. Com os dados obtidos das pressões calcularam-se os volumes de CO2 liberado de 100g de amostra. O estudo foi realizado em café com torração forte e café com torração fraca, com moagens grossas (.d.m.p. = 0,96mm) e finas (d.m.p. = 0,38 - 0,55mm), e considerando duas temperaturas de armazenamento ou repouso (22+- 1°C e 32+- 1°C), antes da embalagem. Os resultados obtidos podem ser assim resumidos: 1. O café com torração forte (TF) tem maior coeficiente de porosidade (Ç) que o café com torração fraca (TF). 2. Com a diminuição do diâmetro médio ponderado das partículas de café torrado e moído diminui o CO2 retido logo depois da moagem. 3. Para um mesmo diâmetro médio ponderado, o café com torração fraca retêm mais CO2 que o café com torração forte. Para uma granulometria grossa (d.m.p.= 0,96 mm) a liberação de CO2 é maior ã temperatura de repouso de 32+- 1ºC, do que a de 22+- 1ºC; para uma granulometria fina (d.m.p. = 0,38 mm) não há diferenças, praticamente. As taxas de liberação de CO2 são muito altas nas primeiras 10 horas depois da moagem e depois das 30 horas são muito pequenas. Quando em repouso, as moagens finas (C e D) liberam maior porcentagem de seu conteúdo de CO2 que a moagem grossa (A). / Abstract: This work studied the evolution of carbon dioxide in roasted and ground coffee. The pressures development when the carbon dioxide was evolved from a sample of roasted and ground coffee were measured by a manometric apparatus bult up in our laboratory. The volume of gas evolved was determined from the increase in the manometric pressures (?hO - ?ht), of 200 g of samples of roasted and roasted and ground coffee. From the pressure data the evolved volume of CO2 from 100 g of sample were calculated. For this study the coffee was roasted in two differents conditions ground in different particles sizes and stored at two different temperatures before packaging. The results obtained can be summarized as follows: 1. The coffee roasted at the highest condition has the higher coefficient of porosity (K). 2. Decreasing de weight average diameter of the roasted and ground coffee, decreases the CO2 retained just after the grinding. 3. For the same weight average diameter the coffee roasted at the lowest condition retain greater amount of CO2. For the thick granulometry the CO2 evolution is higher at 32ºC. For the thin granulometry there is almost no difference. The rate of CO2 evolution is very high during the first 10 hours after the grinding but very low after 30 hours. While resting before the packaging, the thin grinding coffee evolved higher percentage of its CO2 than the thick grinding coffee. / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Roberto Herminio Moretti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-19T21:53:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adell_EdileneAmaraldeAndrade_M.pdf: 2632067 bytes, checksum: 360077b03d04d39329953874eed22dfe (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O café é um produto bastante difundido no mundo. Sua aceitação depende em grande parte das características organolépticas da bebida; em especial seu aroma e sabor. A preocupação com a manutenção das qualidades sensoriais originais do café torrado e moído, durante o seu armazenamento e comercialização, tem sido uma constante entre os fabricantes, que buscam o prolongamento da vida útil deste produto, através do acondicionamento a vácuo, envase sob atmosfera inerte (nitrogênio ou gás carbônico), uso de absorvedores químicos de oxigênio, etc.; visto que comprovadamente o oxigênio é o principal responsável pela deterioração da qualidade do café. O café torrado e moído, quando embalado a vácuo, tem uma vida útil limitada, devido à ineficiência na remoção de todo o oxigênio da embalagem. Desta forma, o teor de oxigênio residual na embalagem, define a vida-de-prateleira do produto. O mesmo ocorre quando .absorvedores químicos, tal como, "Ageless", produzido pela Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., são utilizados para a conservação do café torrado e moído. Esta pesquisa teve por objetivo estudar uma forma alternativa para a remoção do oxigênio das embalagens de café torrado e moído. Para tanto, utilizou-se o sistema enzimático glicose-oxidase/catalase. Complementarmente, estudou-se o acondicionamento a vácuo e o uso de absorvedores "Ageless". Como padrão, utilizou~se café acondicionado a vácuo e congelado a ¿18°C. Determinou-se, mensalmente, a umidade, pH, acidez total titulável, porcentagem de sólidos solúveis e características sensoriais das bebidas, para todas as amostras em estudo. Analisou-se a variação dos resultados, comparativamente, entre as amostras, e em função do tempo de armazenamento. Concluiu-se que o café torrado e moído, acondicionado com o complexo enzimático glicose-oxidase/catalase, conservou melhor suas características originais, de recém torrado e moído, quando comparado com os demais sistemas estudados, comercialmente utilizados. Estes resultados se devem à maior efetividade do sistema enzimático na remoção do oxigênio das embalagens. / Abstract: Coffee is a widespread product on the world market. Its acceptance depends strongly on the organoleptic characteristics of the beverage, especially its aroma and flavor. The maintenance of the sensory qualities of the ground roasted coffee during its storage and commercialization, has been a constant preoccupation among the producers looking for ways to extend the shelf life of this product by using vacuum, controlled atmospheres (nitrogen and carbon dioxide), chemical oxygen scavengers, etc.; since oxygen is known to be the main factor responsible for the deterioration in coffee quality. Ground roasted coffee, when vacuum packaged, has a limited shelf life due to insufficient oxygen removal from the package. Therefore, the residual oxygen content in the package defines the shelf life of the product. The same happens when chemical scavengers such as "Ageless", produced by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., are used tor the ground roasted coffee conservation. An alternative way to remove the oxygen from the ground roasted coffee packages was the goal of this research. The glucose-oxidase/catalase enzymatic system \vas used for this purpose. In addition, vacuum packaging and the "Ageless" chemical scavenger were studied. Frozen (-18°C) vacuum stored ground roasted coffee was used as the control. Moisture, pH, total titratable acidity, soluble solids content and sensory characteristics of the beverage were determined monthly for all the samples. The variation in data was analysed, both as a function of storage time and to make a comparison between samples. It was concluded that the ground roasted coffee stored with the glucose¬oxidase/catalase enzymatic system preserved the freshness better, when compared to the other commercially used systems studied. These results are undoubtedly due to the greater effectiveness of the enzymatic system in removing oxygen from the package. / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-06-26T12:30:30Z No. of bitstreams: 1 2018_MylaMedeirosFortes.pdf: 1125671 bytes, checksum: f2c7a56cb271a22832b1cabfea158fd4 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-06-29T16:38:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_MylaMedeirosFortes.pdf: 1125671 bytes, checksum: f2c7a56cb271a22832b1cabfea158fd4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-29T16:38:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_MylaMedeirosFortes.pdf: 1125671 bytes, checksum: f2c7a56cb271a22832b1cabfea158fd4 (MD5) Previous issue date: 2018-06-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / A biomassa é fonte de energia com grande potencial para suprir a crescente demanda para substituição de fontes energéticas prejudiciais ao meio ambiente, devido sua abundância, renovabilidade e redução de emissão de gases do efeito estufa; Contudo, por se apresentar heterogênea, higroscópica, ter baixo teor de carbono fixo e baixa densidade há dificuldade para seu uso eficiente, requerendo tratamentos como a torrefação. A torrefação é um método de tratamento térmico a temperaturas relativamente baixas, até 300°C, que visa produzir um combustível com maior densidade energética. Outra técnica de forma conjunta à torrefação, o uso da acústica, acoplado ao reator de torrefação, pode aumentar as taxas de transferência de calor convectiva, observados em processos termo-acústicos. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da acústica e da umidade no processo de torrefação com base nas características físicas e energéticas da madeira torrificadas. Buscou-se avaliar os efeitos nas principais propriedades energéticas (densidade energética, poder calorífico e analise química imediata) e outras propriedades que têm relação com o uso energético (densidade aparente, tensão máxima na compressão paralela, rendimento gravimétrico, carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio). As madeiras de Eucalyptus grandis, Pinus elliottii e Dinizia excelsa a 0 e 12% de umidade foram submetidas a processo de torrefação com taxa de aquecimento de 5°C por mim, temperatura final de 250°C e tempo na temperatura final de 60 minutos, na presença e ausência de onda sonora de 2478 Hz. Os resultados indicaram que o uso acústico melhorou a densidade energética e diminuiu a resistência do material torreficado de E.grandis. No Pinus elliottii não teve influências e na Dinizia excelsa diminiu a densidade energética do material torrificado. A presença de umidade no Eucalyptus grandis e de Pinus elliottii aumentou o carbono fixo, diminuiu o material volátil e diminuiu a resistência do material torreficado e apenas no Pinus elliottii aumentou o teor de cinzas. Na Dinizia excelsa diminuiu a resistência, diminuiu o carbono fixo e aumentou o material volátil. Os gráficos de perda de massa mostram claramente uma menor quantidade de energia para corpos de prova torrificados com umidade inicial de 12%. A acústica é uma boa condutora de calor. / Biomass is a source of great potential to supply the growing demand for the substitution of energy sources harmfulto the environment, due your abundance, renewability and reduction of greenhouse gas emissions; However, because it presents heterogeneous, hygroscopic, have low fixed carbon content and low density there is difficulty for its efficient use, requiring treatments such as torrefaction. Torrefaction is a method of thermic treatment at relatively low temperatures, up to 300 ° C, which aims to produce a fuel with higher energy density. Another technique in conjunction with torrefaction, the use of acoustics, which coupled to the torrefaction reactor, can increase convective heat transfer rates observed in thermo-acoustic processes. This study has as goal to evaluate the effect of acoustics and moisture on the torrefaction process based on the physical and energetic characteristics of the wood.. We sought to evaluate the effects on the main energy properties (Energy density, calorific value and immediate chemical analysis) and other properties related to energy use (apparent density, maximum stress in parallel compression, gravimetric yield, carbon, oxygen, hydrogen). The wood of E. grandis, Pinus ellioti and Dinizia excelsa Dulke at 0 and 12% of moisture were submitted to a torrefaction process with a heating rate of 5 ° C per minutes, final temperature of 250 ° C and time at the final temperature of 60 minutes, in the presence and non-attendance of soundwave of 2478 Hz. The results indicated that the acoustic use improved the energy density and decreased the resistance of E.grandis torrefied material. In Pinus ellioti it had no influence and in Dinizia excelsa it diminished the energy density of the torrefied material. The attendance of moisture in the species of E.grandis and Pinus ellioti increased the fixed carbon, decreased the volatile material and decreased the resistance of the torrefied material and only in the Pinus ellioti it increased to ashes. In Dinizia excelsa it decreased the resistance, decreased the fixed carbon and increased the volatile material. The mass loss graphs clearly show a lower amount of energy for turbulent specimens with initial moisture of 12%. Acoustics are a good conductor of heat.

Orientador: Neura Bragagnolo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-02T12:35:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jacintho_MariaIvoneMartins_M.pdf: 19097830 bytes, checksum: 58a12a62a20665444640c1717809782c (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A qualidade dos grãos crus e torrados de café é influenciada por fatores genéticos, pelas técnicas de cultivo e colheita, pelo grau de maturação dos frutos, pelo modo de preparo, pela torração e armazenamento. Após a colheita do café, segue-se o seu preparo, que pode ser realizado de três formas: via úmida, via seca e cereja descascado. Os objetivos deste trabalho foram: 1) verificar o efeito do modo de preparo na acidez total titulável e pH de grãos crus de 5 cultivares de Coffea arabica (Catuaí, Mundo Novo, Ouro verde, Tupi e Obatã) e de 3 cultivares de Coffea canephora (Apoatã, Conilon e Robusta); 2) avaliar o efeito do modo de preparo na acidez total titulável, pH e teor de sólidos solúveis nos grãos torrados das mesmas culitvares; 3) verificar a relação entre a qualidade sensorial da bebida de café e a atividade da polifenoloxidase em cultivares de C. arabica e C. canephora submetidas aos modos de preparo: via seca, via úmida e cereja descascado. As amostras de café provenientes das safras: 1999-2000 e 2000-2001 colhidas no Instituto Agronômico de Campinas (IAC). O pH foi determinado segundo Mazzafera (1999) e a acidez total titulável e o teor de sólidos solúveis de acordo AOAC (1997). A metodologia utilizada para a análise de polifenoloxidase foi baseada em Mazzafera (2000), modificada no presente trabalho. A análise sensorial dos cafés foi feita pela prova da xícara e a classificação por tipo de bebida e conceito geral. Nos cafés crus o pH variou de 5,8 no C. canephora v. Apoatã a 6,18 no C. canephora v. Robusta. O maior valor de acidez total no café cru foi verificado café Conilon descascado (231,32 mL NaOH 0,1 N/10O g) e o menor foi no café arábica Obatã natural. O valor de pH dos cafés torrados foi menor que os dos cafés crus, sendo que o café Catuaí despolpado foi o mais ácido (pH 5,02) e o café Mundo Novo foi o menos ácido (pH 5,29). A acidez total nos cafés torrados foi de modo geral, ligeiramente maior que a dos cafés crus. Os valores variaram de 134,78 mL NaOH 0,1N/1OOgcafé torrado para o Apoatã descascado a 262,08 mL NaOH 0,1N/1OOgpara o café Obatã descascado. Os teores de sólidos solúveis nos cafés torrados foram maiores nas cultivares de C.canephora (25, 57-30,69%) do que nos cafés arábicas (24,82-29,68%). Não foi verificada relação entre o pH e acidez total titulável (p < 0,05) em todas as amostras. O modo de preparo influenciou de forma diferenciada as cultivares estudadas, bem como os valores de pH, acidez total e sólidos solúveis. Os valores de polifenoloxidase variaram de 21200 UPFO/g para o café Mundo Novo descascado a 51000 UPFO/g no café Tupi descascado. As maiores atividades de polifenoloxidase foram observadas nos cafés descascados e as menores nos cafés despolpados. Em geral não houve influência do modo de preparo nas amostras analisadas. Não foi observada relação entre a atividade de polifenoloxidase e a qualidade sensorial das bebidas. Não foi verificada relação entre o pH e acidez total titulável (p < 0,05) em todas as amostras. Não foi observada correlação entre os resultados dos parâmetros físico-químicos avaliados nos grãos de café cru e torrado e os atributos sensoriais. Nas cultivares de café Canephora somente o atributo aroma apresentou coeficiente de correlação positivo (R = 0,73) e significativo (p < 0,05) com o conceito geral. A qualidade da bebida dos cafés de C. arabíca apresentou bons coeficientes de correlação com aroma (R = 0,85) pelo conceito geral, e o gosto doce (R = 1) na classificação por tipo de bebida, mostrando que a qualidade da bebidas estudadas está diretamente ligada a doçura e ao aroma da bebida. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Submitted by infopei ufba (infopei@ufba.br) on 2016-09-30T14:35:19Z No. of bitstreams: 1 ANE_CAROLINE_PEREIRA_BORGES.pdf: 1899626 bytes, checksum: 92d6d88799bb370cabc324447ce7ec10 (MD5) / Approved for entry into archive by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2017-03-17T18:27:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ANE_CAROLINE_PEREIRA_BORGES.pdf: 1899626 bytes, checksum: 92d6d88799bb370cabc324447ce7ec10 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-17T18:27:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANE_CAROLINE_PEREIRA_BORGES.pdf: 1899626 bytes, checksum: 92d6d88799bb370cabc324447ce7ec10 (MD5) / A biomassa vem sendo estudada como uma alternativa de fonte de energia que provoca um menor impacto ambiental, para produção de biocombustíveis. Entretanto, a biomassa apresenta algumas desvantagens, tais como o alto teor de umidade, natureza higroscópica, baixa densidade energética, difícil armazenagem que, consequentemente, inviabiliza a logística e seu uso direto como combustível. Uma maneira de atenuar essas desvantagens é através do processo de torrefação, o qual converte a biomassa em um biocombustível sólido de alto potencial energético. A torrefação é um processo de conversão termoquímica que ocorre na fase endotérmica da pirólise, e tem como objetivo concentrar a energia da biomassa em curto tempo e obter altos rendimentos. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar energeticamente as amostras de cavaco in natura e torrefeita para avaliar a influência os benefícios do processo de torrefação nas propriedades da madeira de Eucalyptus grandis para que seja usada como combustível. As amostras in natura e previamente torrefeitas (250, 290 e 310 °C) foram caracterizadas para comparação dos resultados. As amostras foram caracterizadas por análises físico-químicas: análise elementar (C, H, N, O), análise imediata (umidade, voláteis, cinza e carbono fixo) e poder calorífico (PCS e PCI). A determinação da faixa de decomposição da hemicelulose, celulose e lignina foi obtida por análise termogravimétrica (TGA) realizadas com N2. De acordo com os resultados, verificou-se que o processo de torrefação melhorou de forma significativa as propriedades energéticas da biomassa estudada. O poder calorífico superior teve um acréscimo em torno de 25 %; o teor de carbono fixo e de cinzas também aumentou 60 % e 0,6 %, respectivamente. Devido à decomposição em grande parte da hemicelulose, a umidade (70 %) e os materiais volátil (60 %) reduziram. A partir da análise elementar observou-se um aumento no teor de carbono e uma redução na razão O/C, o que indica uma maior quantidade de energia retida no biocombustível. Através do TGA foi observada a influência da temperatura de torrefação na redução de massa das amostras. Uma grande perda de massa ocorreu entre 210 e 450 °C, que representa a decomposição da hemicelulose. A amostra in natura e torrefeita a 250 °C foram as que tiveram maior perda de massa. Desta forma pode-se verificar, de acordo com os resultados obtidos, que o processo de torrefação é um procedimento viável para o condicionamento de energia de biomassa de eucalipto. Esse tramamento provoca mudanças significativas nas propriedades e benefícios para o seu transporte. Com a logística viabilizada e as mudanças favoráveis das propriedades da biomassa torrefeita, esta possui diferentes finalidades para sua aplicação na geração de energia térmica e ou elétrica. / Biomass has been studied as an alternative of source energy that causes less environmental impact for production of biofuel. However, biomass presents some difficulties to overcome, such as its high moisture content, hygroscopic nature, low energy density, which causes high costs during transportation, handling and storage and its direct use as fuel. One way to alleviate these constraints is to convert biomass into a solid biofuel with high potential energy by the torrefaction process. Torrefaction is a thermochemical conversion process which occurs in the endothermic phase of pyrolysis that aims to focus the energy of biomass in a short time and obtain high yields. This work aimed to study the benefits of the torrefaction process for the energetic properties of Eucalyptus grandis wood. The raw and previously torrefied samples (250, 290 and 310 ° C) were characterized to compare the results. The samples were characterized by physicochemical analysis: ultimate analysis (C, H, N, O), immediate analysis (moisture, volatile, ash and fixed carbon) and heating value (HHV and LHV). The range decomposition of hemicellulose, cellulose and lignin was obtained by thermogravimetric analysis (TGA) performed in N2. According to the results, it was found that the torrefaction process has improved significantly the energy properties of biomass studied. The high heat value has increased around 25 %; fixed carbon (60 %) and ash (0.6 %) also increased. Due mostly to the decomposition of hemicellulose, the moisture (70%) and volatiles contents (around 60%) decreased. Based on the ultimate analysis, it was observed that fixed carbon content increased and ratio O/C reduced, which indicates a greater amount of energy retained in the biofuel. Through TGA analysis it was observed the influence of the torrefaction temperature on the of reduce sample weights. A large weight loss occurred between 210 and 450 °C, which indicates the decomposition of hemicellulose. The raw and torrefied (250 ° C) samples were the ones that had higher weight loss. Thus, based on the results presented, the torrefaction process is a viable procedure for energy conditioning of Eucalyptus biomass. This treatment causes significant changes in their properties and benefits for its transportation. Considering the viable logistics and favorable changes of the torrefied biomass properties, it has different purposes for its application in the generation of thermal or electric energy.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-03-27T17:42:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1607150 bytes, checksum: 3a928cb207392e4fa58369c328ec977c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-27T17:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1607150 bytes, checksum: 3a928cb207392e4fa58369c328ec977c (MD5) Previous issue date: 2014-08-26 / Objetivou-se com este trabalho estudar a transferência de calor e massa nas etapas do processo de torrefação do café pela cinética do aquecimento, da expansão volumétrica e a perda de massa dos grãos. Para diferenciar as cinéticas do aquecimento dos grãos foram empregadas quatro temperaturas iniciais do processo (290, 310, 345 e 380°C), que diminuíram devido às condições não isotérmicas da parede, em contato com os grãos. As cinéticas foram adaptadas a um modelo físico de aquecimento dos grãos, considerando que o calor transferido aos grãos é usado tanto para o aquecimento da massa quanto para a evaporação da água na superfície dos grãos. A cinética do aquecimento dos grãos foi ajustada adequadamente a torra dos grãos de café em função da temperatura do torrador. Observou-se nos primeiros minutos de torra que a temperatura dos grãos aumentou bruscamente, após um ponto de inflexão, atingiu uma tendência linear até o final do processo. A transferência de massa foi analisada pelas mudanças físicas causadas pelos gases liberados durante o processo tanto de vapor quanto de dióxido de carbono, o que permitiu separar o processo em duas etapas; de secagem e de torrefação. Foi desenvolvido um modelo matemático baseado na lei das reações químicas para representar o efeito dos gases na expansão volumétrica dos grãos e na transformação da massa seca. A cinética da expansão aparente e a de perda de massa seca do café dependeram diretamente da temperatura do torrador, pelo que foi adequadamente representado pelo modelo de Arrhenius, onde foram determinadas as respectivas energias de ativação para cada etapa. / The objective was to study heat and mass transfer during steps of roasting coffee process by kinetics of grain temperature, swelling and loss mass. The kinetics of grains temperature was associated to initial process temperature (290, 310, 345 and 380°C), which decreased due to non-isothermal conditions of wall in contact with coffee grains. The kinetics of grain temperature were adapted to physical model of heating, whereas the heat transferred to grain is used both for evaporation of water and for heating on the grain surface. The kinetic model of grain temperature was appropriately adjusted for temperature of coffee roaster. The grain temperature was increased sharply to an inflection point, after that, it was observed a linear trend by the end of process. The mass transfer was analyzed for physical changes in grains caused by gases released, as steam and as carbon dioxide, which separated the process in two steps, drying and roasting. A model based on the law of chemical reactions to represent the effect of gases in the volumetric expansion of grains and the transformation of organic mass was developed. The swelling kinetics and lost organic mass were directly depended of temperature roaster, so it was appropriately represented by the Arrehnius model which determined the activation energy for each step.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-05-12T21:55:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final.compressed.pdf: 2898915 bytes, checksum: a5dc1f356dc377f9818ad92fb949b178 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-06T14:47:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Final.compressed.pdf: 2898915 bytes, checksum: a5dc1f356dc377f9818ad92fb949b178 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T14:47:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Final.compressed.pdf: 2898915 bytes, checksum: a5dc1f356dc377f9818ad92fb949b178 (MD5) / A constante busca por combustíveis e tecnologias mais limpas vem tomando a cada dia mais espaço nas discussões científicas e econômicas, com isso as energias renováveis e o desenvolvimento tecnológico do uso da biomassa avançam como soluções viáveis para suprir essa demanda desejada. O processo de torrefação é uma tecnologia que vem sendo estudada para o tratamento térmico da biomassa com fins energéticos já que a biomassa in natura apresenta algumas características indesejáveis, tais como a baixa densidade energética, alto teor de umidade e natureza higroscópica, o que dificulta o seu uso direto. O processo de torrefação é uma alternativa para converter a biomassa em um combustível de maior valor energético, melhorando as propriedades físico-químicas e energéticas da biomassa. Neste contexto, este trabalho foi desenvolvido a partir das seguintes etapas: 1) levantamento bibliográfico a partir de pesquisas e análises científicas; 2) concepção e desenvolvimento do reator laboratorial de torrefação; 3) ensaios de torrefação, e; 4) caracterização e análise das biomassas in natura e torrefeita a partir da análise imediata, análise elementar e poder calorífico. As biomassas residuais utilizadas foram o Eucalyptus grandis e a Prosopis juliflora. Assim, para a definição do reator de torrefação foram realizadas considerações baseadas nos principais fatores que influenciam o processo de torrefação, no tipo de aquecimento e no volume de biomassa a ser utilizado, utilizando o processo em batelada. Nos testes de validação do sistema, composto pelo reator de leito convectivo e equipamentos auxiliares, foi utilizado a insuflação de ar comprimido e temperaturas de 150°C, 250°C e 350°C, com vazão de 10 litros/minuto, durante 150 minutos, obtendo variação nas temperaturas de setup em torno de ± 10 °C e taxa de aquecimento médio de 5°C por minuto. Para a padronização dos ensaios físico-químicos e de termoconversão, todas as amostras foram inicialmente secas a 105°C durante 24 horas, conforme norma ASTM E 871-82. A partir disso, os ensaios de torrefação foram conduzidos nas temperaturas de 190°C, 230°C, 270°C e 310°C, em ambiente inerte, tempo de reação 30 minutos, utilizando cerca de 50 gramas de eucalipto ou algaroba, na forma de cavacos ou chips. Foi verificado a melhoria das propriedades físico-químicas e energéticas do eucalipto e algaroba, sendo que o teor de voláteis diminuiu gradativamente com o aumento da temperatura e o teor de cinzas foi comparativamente baixo, o carbono fixo residual tendeu a aumentar no produto torrificado em comparação com a madeira in natura. O poder calorífico superior após a torrefação apresentou incrementos de 40,5% e 64,4% para o eucalipto e a algaroba, respectivamente, variando de 18,13 MJ.kg-1 a 25,48 MJ.kg-1 para o eucalipto e de 16,30 MJ.kg-1 a 26,85 MJ.kg-1 para a algaroba. No entanto, vale lembrar que o produto final é também influenciado por efeitos de diferentes tipos e diâmetros dos reatores, diferentes temperaturas e tempos de residência utilizados, assim como a sua qualidade depende das propriedades físicas da biomassa utilizada, como o tamanho, forma, densidade e orientação das fibras

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-18T19:49:12Z No. of bitstreams: 1 2018_LuizGustavoOliveiraGalvão.pdf: 2355460 bytes, checksum: 0e60c232b21366e400d556d19d58a0ac (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-20T21:32:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_LuizGustavoOliveiraGalvão.pdf: 2355460 bytes, checksum: 0e60c232b21366e400d556d19d58a0ac (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-20T21:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_LuizGustavoOliveiraGalvão.pdf: 2355460 bytes, checksum: 0e60c232b21366e400d556d19d58a0ac (MD5) Previous issue date: 2018-07-18 / A biomassa é a forma mais comum de energia renovável, necessitando de processos de conversão energética para substituir fontes convencionais de energia, como os combustíveis fósseis. Uma das alternativas de conversão é a torrefação, uma forma moderada de pirólise realizada sob temperaturas que variam de 200 a 300°C, que visa a melhoria das propriedades energéticas da madeira. Várias tecnologias de torrefação foram desenvolvidas e implementadas nos últimos anos, porém não há relatos do uso da acústica em reatores de torrefação. O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da temperatura combinada com uso da acústica, no processo de torrefação e nas seguintes propriedades energéticas: análise química imediata, análise elementar, poder calorífico superior, densidade energética e rendimento energético. Além de outras propriedades relacionadas ao uso energético como rendimento gravimétrico, perda de densidade e módulo de ruptura. Para a execução do experimento foi utilizado reator de torrefação laboratorial capaz de trabalhar com diferentes rampas e patamares de aquecimento, controlar o teor de oxigênio dentro da câmara, medir as perdas de massa e as temperaturas da amostra em tempo real, reproduzir gráficos e emitir ondas sonoras com diferentes frequências e amplitudes por meio de um gerador de sinais e um alto-falante. A madeira utilizada foi da espécie Eucalyptus grandis nas dimensões 3 x 3 x 3cm. Os fatores estudados na torrefação foram temperatura (250 e 270°C) e acústica (testemunha e frequências 1411, 1810, 2478 e 2696 Hz) com 5 repetições para cada tratamento, tendo como parâmetros constantes a taxa de aquecimento a 5°C min−1, patamar de 60 minutos, controle de oxigênio limitado a 10% do ambiente e amplitude das ondas sonoras a 10volts. Os resultados indicam que o campo acústico promoveu a antecipação das reações de degradação da biomassa, apresentando maiores picos de temperaturas máximas (fase exotérmica) e menores tempos para atingir o patamar desejado, devido ao aumento da velocidade das partículas em torno da amostra da madeira e consequente aumento da transferência de calor por convecção, sugerindo um menor tempo de residência. A análise das propriedades energéticas indicou que a temperatura quando observada isoladamente, foi suficiente para alterar significativamente todos as propriedades analisadas, em contrapartida, a adição da acústica e a interação com a temperatura não foi capaz de proporcionar significativamente alterações nas principais propriedades energéticas na torrefação. As frequências 1411 Hz e 2696 Hz se mostraram promissoras para realização de novos estudos de tratamentos térmicos sob efeito acústico por apresentarem valores absolutos superiores ao da testemunha. / Biomass is the most common form of renewable energy, requiring energy conversion processes to replace conventional sources of energy, such as fossil fuels. One of the conversion alternatives is torrefaction, that is a mild form of pyrolysis carried out under temperature ranging from 200 to 300 °C, which aims to improve the energy properties of the wood. Several torrefaction process technologies have been developed and implemented in recent years, but there are no reports of the use of acoustics in torrefaction reactors. The aim of the present work was to evaluate the effects of temperature combined with the use of acoustics in the torrefaction process and in the following energy properties: proximate analysis, ultimate analysis, higher heating value, energy density and energy yield, and other properties that are related with energy use: solid yield, loss of density and modulus of rupture. For the execution of the experiment we used a laboratory scale torrefaction reactor capable of working with different ramps and heating levels, oxygen level controlling in the chamber, mass loss measurement, real time monitoring of sample temperatures, graphs plotting and acoustic waves emission with different frequencies and amplitudes by means of a signal generator and a loudspeaker. The wood used was of the species Eucalyptus grandis worked to cubic samples with 3 x 3 x 3cm. The factors studied in the torrefaction were temperature (250 and 270°C) and acoustic (control and frequencies 1411, 1810, 2478 and 2696 Hz) with 5 repetitions for each treatment, having as constant parameters the heating rate at 5°Cmin−1with 60-minute plateau, oxygen level set at 10% and amplitude of acoustic waves at 10 volts. The results indicate that the acoustic field promoted an anticipation of the degradation reactions of the biomass, presented higher peaks of maximum temperatures (exothermic phase) and shorter times to reach the plateau temperature, possibly by increasing the velocity of the particles around the wood sample or by increasing convection heat transfer, suggesting a shorter residence time. Analysis of the energy properties indicates that temperature alone was enough to impact all properties significantly. In contrast, the addition of acoustics and its interaction with temperature was not sufficient to significantly impact the main energy properties in the torrefaction. The frequencies 1411 Hz and 2696 Hz were promising for new studies of heat treatments under acoustic effect because they had higher absolute values of energy properties than the control samples.

O interesse por novas fontes renováveis de energia e, alem de uma tendência, uma necessidade da sociedade atual. Neste contexto, o uso da biomassa para fins energéticos apresenta-se de forma promissora, pois reúne atributos suficientes para contribuir com a diversificação da matriz energética local/nacional. No campo das possibilidades advindas da biomassa, se apresentam os resíduos de madeira de origem urbana, que poderiam contribuir, por exemplo, para aliviar a pressão sobre as florestas. Contudo, o uso destes resíduos na forma em que se encontram pode ser dificultado devido, entre outros, a presença de contaminantes e a alta heterogeneidade destes materiais. Neste sentido, o objetivo geral deste trabalho foi levantar os principais contaminantes presentes em resíduos de madeira de origem urbana, bem como realizar a caracterização energética desta madeira. O material analisado foi coletado em uma usina de reciclagem instalada no município de Piracicaba- SP. Os métodos e as analises descritos foram baseados em normas brasileiras, internacionais e em referencias da literatura. Os resultados são apresentados nos capítulos dois, três, quatro e cinco deste trabalho. / Interest in new renewable sources of energy is, beyond a global trend, a necessity of modern society. In this context, the use of biomass for energy purposes is presented as promising, as it gathers enough attributes to contribute to diversification of the local / national energy matrix. In the list of possibilities arising from biomass, present wood residues of urban origin, which could contribute, for example, to ease the pressure on forests. However, the use of this waste in the form in which they were discarded by society, without any prior treatment can be difficult, especially due to the presence of contaminants and also due to the high heterogeneity of these wastes. In this sense, the aim of this study was to identify the main contaminants in wood waste from urban as well as perform energy characterization of the material. The waste analyzed were collected in a recycling plant in the city of Piracicaba, SP. The methods used and the analyzes were based on Brazilian standards, international and literature references. The results are presented in the chapters two, three, four, five of this work.