Orientadora: Profa. Dra. Juliana Tófano de Campos Leite Toneli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2015. / O uso da biomassa em processos de conversão energética é hoje uma das principais
alternativas à utilização dos combustíveis fósseis. Nesse contexto, o aproveitamento
energético de resíduos é uma possibilidade de uso da biomassa como fonte de energia sem
competir com a área plantada para o cultivo de alimentos. Dentre as principais limitações do
uso da biomassa para fins energéticos, podem ser destacadas algumas características como a
baixa densidade, a produção dispersa, o estado físico sólido e o teor de umidade, que
dificultam o seu manuseio, armazenamento, transporte e aplicação nos processos de
conversão energética, devido às limitações dos equipamentos. Uma solução para esses
problemas é a densificação da biomassa, por meio da produção de briquetes, por exemplo.
Neste sentido, o presente trabalho objetivou avaliar o efeito do teor de umidade e das
condições de processamento nas propriedades de briquetes produzidos com bagaço de cana de açúcar, com a biomassa residual coletada após o processo de limpeza a seco de cana picada mecanicamente (RLC) e de blendas de bagaço com RLC, visando o seu aproveitamento
energético em processos industriais de cogeração. Primeiramente, realizou-se a caracterização
física, química e térmica do bagaço e do RLCin natura através das análises de granulometria,
massa específica, poder calorífico inferior e superior, análise imediata e elementar e da
composição das cinzas. Posteriormente, foram produzidos briquetes com RLC, bagaço e
blendas a partir do material moído (peneira 2mm), de acordo com um planejamento
experimental 2³ com 3 pontos centrais em que as variáveis independentes foram: teor de
umidade da biomassa, temperatura de compactação e composição das blendas (%bagaço b.s.)
sobre a resistência mecânica e densidade energética dos briquetes. Os resultados foram
analisados através da metodologia de superfície de respostas e observou-se que há uma
tendência ao aumento da densidade energética com o aumento da temperatura e redução do
teor de umidade. Para briquetes produzidos com RLC, o aumento da temperatura implicou no
aumento da resistência mecânica e na diminuição da expansão volumétrica. Já para briquetes
produzidos com bagaço, ocorreu aumento da resistência mecânica e diminuição da expansão
volumétrica com o aumento do teor de umidade da biomassa, dentro da faixa analisada. A
caracterização físico-química e térmica do RLC e do bagaço confirmaram as características
combustíveis desses materiais. / The use of biomass energy conversion processes is, nowadays, one of the main alternatives to
fossil fuels. In this context, the energy recovery from waste materials is a possible use for
biomass as an energy source, which does not compete with food crops for planted area.
Amongst the main limitations for using biomass for energy purposes, some relevant
characteristics should be mentioned: low density, dispersed generation, moisture presence and the fact that it is a solid, making its handling, storage, transport and application in energy conversion processes much harder, due to equipment limitations. A solution to these problems is the biomass densification, through the production of pellets or briquettes. The present work aimed at to assess the effect of biomass moisture content and pre-processing conditions on properties of briquettes produced by sugarcane bagasse, DCR and blends of bagasse with DCR, aiming their energetic use in cogeneration industrial processes.Firstly, the in natura samples were undergone analysis to determine their physical, chemical and thermochemical properties, such as particle size, bulk density, ultimate composition, moisture content, volatile matter, fixed carbon ash content, metals content in ash, higher and lower heating value.
Secondly, briquettes were produced with sugarcane bagasse, DCR and blends of these
materials, according a 2³ factorial experimental design with 3 central points. The independent
variables assessed were biomass moisture content, compaction temperature and blend
composition (%bagasse d.b.) on mechanical strength and energy density of briquettes.The
results had been evaluated through the response surface method and it was observed that there is certain tendency to increase the energy density with increasing temperature and reduced moisture content. For briquettes produced from RLC, the increasing compaction temperature implies the increasing of mechanical strength and on lower volume expansion. On the other hand, for briquettes produced from bagasse, the increasing of mechanical strength and a lower volumetric expansion are obtained through higher biomass moisture content within the analyzed range. The physicochemical and thermal characterization of RLC and bagasse settles the fuel characteristics of these materials.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:100908 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Camargo, Julia Maria de Oliveira |
| Contributors | Toneli, Juliana Tofano de Campos Leite, Antonio, Graziella Colato, Yamaji, Fábio Minoru |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 158 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=100908&midiaext=72257, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=100908&midiaext=72258, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=100908 |
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