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Previous issue date: 2016-11-04 / The exponential increase in energy demand and the growing need for sustainable
energy production require diversification of energy sources. Biomass has stood out due to
their economic and physicochemical particulars, and may be considered as the energy
source of the future. Agricultural waste is a form of biomass suitable for energy
production. The cultivation and beneficiation of cashew generated, in 2015, between 1.4
and 1.5 million tons of cashew nut shell (CNS) and between 4.2 and 5.0 million tons of
cashew apple bagasse (CAB) (IBGE, 2016). Therefore, the use of these waste for energy
purposes would reduce disposal issues of these and could substitute others fuels in
industries. The objective of this study is to verify the possibility of using solid waste from
cashew culture as an alternative and renewable energy source in thermal conversion
processes, characterizing them physically and chemically (immediate analysis, elemental
analysis, density measurement, calculation of calorific value, SEM and XRF), and
verifying the probability of ash melt. Furthermore, the thermal behavior of the residues
was evaluated by thermogravimetric analysis carried out in inert and oxidizing atmosphere
in order to analyze the processes of pyrolysis and combustion, respectively. The thermal
behavior of waste was evaluated by thermal gravimetric analysis. CNS is more energetic
than the CAB, because despite having the same H/C ratio (0.13), CNS has lower O/C ratio
(0.67) than CAB (0.89). The N and S found were high for both CAB (3.59 and 0.98%,
respectively) and CNS (0.85% and 0.89 respectively), indicating the release of pollutants
during thermochemical conversion which must be contained. The CAB and the CNS
showed a high density, high volatile matter content and low ignition temperature, 167 ºC
and 199 ºC respectively, as well as low ash content, 3.55 and 2.16% for CAB and CNS,
respectively. The pyrolysis curve showed that there were three major peaks for CNS,
relating to the degradation of hemicellulose, cellulose and lignin fraction, respectively;
while for CAB it was observed the presence of a well defined peak at 300 ºC, representing
the superposition of simultaneous degradation of lignocellulosic components. During the
combustion, there are three peaks for CNS, which indicates loss of hemicellulose, cellulose and lignin, predominantly, and for CAB there were two predominant peaks, corresponding
to the loss of the hemicellulose and cellulose to the oxidation of the cellulose. In
conclusion, it was found that the solid wastes in question have potential to be used as an
alternative and renewable energy source and may collaborate with energy diversification,
giving a sustainable disposal for cashew cultivation residues. / O aumento da demanda energética e a crescente necessidade de produção
sustentável de energia tem mostrado a importância da diversificação das fontes energéticas.
A biomassa tem se destacado por suas características econômicas, físicas e químicas,
podendo ser considerada como a fonte energética do futuro. Os resíduos agrícolas são uma
forma de biomassa apropriada para produção energética. A geração de resíduos
proveniente do cultivo e beneficiamento do caju produziu em 2015, no Brasil, entre 1,4 e
1,5 toneladas de casca de castanha de caju (CCC) e entre 4,2 e 5,0 toneladas de resíduo de
pseudofruto de caju (BC). Portanto, a utilização de resíduos sólidos da cajucultura para
produção de energia, reduziria a problemática da destinação desses resíduos e poderia
substituir a lenha para aplicação energética utilizada no próprio beneficiamento ou em
outras indústrias. O objetivo deste trabalho é verificar a possibilidade de utilização dos
resíduos sólidos da cajucultura como fonte alternativa e renovável de energia em processos
de conversão termoquímica, por meio das caracterizações física e química (análise
imediata, análise elementar, densidade, poder calorífico, microscopia eletrônica de
varredura e fluorescência de raios X), observando também a probabilidade de fusão das
cinzas. O comportamento térmico dos resíduos foi avaliado por meio de análise
termogravimétrica. A CCC é mais energética que o BC, pois apesar de possuírem a mesma
relação H/C (0,13), a CCC possui menor relação O/C (0,67) que o BC (0,89). Os teores de
N e S encontrados foram altos para ambos BC (3,59 and 0,98%, respectivamente) e CCC
(0,85% and 0,89 respectivamente), indicando lançamento de poluentes durante a conversão
termoquímica que deve ser contida. Verificou-se que os resíduos analisados apresentam
potencial para utilização em processos de conversão térmica, devido a alta densidade,
elevado percentual de voláteis, baixa temperatura de ignição (BC = 167 ºC e CCC =
199 oC). Observou-se também um baixo teor de cinzas (BC = 3,55% e CCC = 2,16%), com
probabilidade de baixas temperaturas de fusão destas, devido à elevada concentração de
potássio (BC = 61,29 e CCC = 50,57%). O comportamento térmico das amostras mostrou
que durante a pirólise, há três picos principais de perda de massa para a casca da castanha de caju (CCC) (em torno de 240, 300 e 440 °C) e um pico bem definido para o bagaço de
caju (BC) (em torno de 300 °C); já durante a combustão, verificaram-se três picos
predominantes para a CCC (aproximadamente 240, 450 e 490 °C), o que indica a perda de
hemicelulose, celulose e lignina, predominantemente, e dois picos preponderantes para o
BC (300 e 500 °C, aproximadamente), correspondendo à perda da hemicelulose e celulose
para a oxidação da celulose. Os resíduos sólidos em questão tem potencial para serem
usados como fonte alternativa de energia renovável e podem colaborar com a
diversificação energética, dando um descarte sustentável aos resíduos da cajucultura.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/8791 |
| Date | 04 November 2016 |
| Creators | Tavares, Priscilla Torquato |
| Contributors | Andersen, Silvia Layara Floriani |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis, UFPB, Brasil, Engenharias Renováveis |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 6010721230994240802, 600, 600, 600, 4829601701636770171, 4518971056484826825 |
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