Buscar

 

RI UFLA (Universidade Federal de Lavras) >
DCF - Departamento de Ciências Florestais >
DCF - Programa de Pós-graduação >
DCF - Ciência e Tecnologia da Madeira - Mestrado (Dissertações) >

Por favor, utilize esse identificador para citar este item ou usar como link: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/2432

Título: Biomassa residual do coco babaçu: potencial de uso bioenergético nas regiões norte e nordeste do Brasil
Autor(es): Protásio, Thiago de Paula
Orientador: Trugilho, Paulo Fernando
Membro da banca: Napoli, Alfredo
Soares, Vássia Carvalho
Área de concentração: Processamento e Utilização da Madeira
Assunto: Biomassa alternativa
Energia renovável
Combustão
Pirólise
Alternative biomas
Renewable energy
Pyrolysis
Combustion
Data de Defesa: 28-Fev-2014
Data de publicação: 2014
Agência de Fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Referência: PROTÁSIO, T. de P. Biomassa residual do coco babaçu: potencial de uso bioenergético nas regiões norte e nordeste do Brasil. 2014. 172 p. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Madeira - Processamento e Utilização da Madeira) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2014.
Resumo: Tradicionalmente, a biomassa é utilizada como fonte de bioenergia de forma direta por meio da combustão completa ou para a produção de carvão vegetal de uso doméstico ou siderúrgico. No entanto, nos últimos anos pesquisas têm sido desenvolvidas visando o aproveitamento de resíduos lignocelulósicos para essa finalidade, pois esses materiais vegetais também apresentam componentes orgânicos que podem ser oxidados e gerar energia de forma sustentável e eficiente. Além disso, esses resíduos geralmente estão disponíveis em grandes quantidades nas áreas de produção. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de uso bioenergético dos resíduos do coco babaçu (epicarpo, mesocarpo e endocarpo), especialmente considerando a combustão direta e produção de carvão vegetal de uso siderúrgico. O material foi coletado na zona rural do município de Sítio Novo do Tocantins, no estado do Tocantins, Brasil, e é proveniente da exploração extrativista realizada pelas comunidades locais. Inicialmente buscou-se caracterizar a biomassa in natura e, para isso as análises foram realizadas considerando conjuntamente as três camadas que compõem a casca do coco babaçu. Foram realizadas as caracterizações: molecular (lignina, extrativos totais e holocelulose); elementar (C, H, N, S e O); imediata (carbono fixo, materiais voláteis e cinzas); energética (poder calorífico superior e poder calorífico inferior); física (densidade básica e densidade energética) e térmica em atmosfera de nitrogênio e ar sintético (termogravimetria, análise térmica diferencial e calorimetria exploratória diferencial), além da caracterização morfológica por meio da microscopia eletrônica de varredura. A casca do coco babaçu foi carbonizada em um forno elétrico (mufla) nas seguintes temperaturas finais: 450ºC, 550°C, 650°C, 750°C e 850°C, considerando-se uma taxa de aquecimento de 100°C h-1. Foi realizado o balanço de massa e energia das carbonizações e os carvões produzidos foram avaliados por meio da densidade relativa aparente, das densidades energéticas e do estoque de carbono fixo. Realizaram-se, ainda, as análises imediata e elementar, as análises térmicas em atmosfera de ar sintético (termogravimetria e análise térmica diferencial) e a determinação dos poderes caloríficos. Os resíduos do coco babaçu apresentaram elevado potencial bioenergético, principalmente devido à sua elevada densidade energética. O uso dessa biomassa como fonte de bioenergia pode ser altamente viável, haja vista as suas características químicas e térmicas aliadas a um baixo teor de cinzas e a um excelente desempenho na combustão. O carvão vegetal da casca do coco babaçu apresentou elevados valores de densidade aparente e de densidade energética, além de uma composição química adequada ao uso industrial, podendo ser considerado como um potencial substituto do carvão mineral na siderurgia. O efeito da temperatura final de carbonização foi pronunciado para todas as características avaliadas no carvão vegetal, com exceção do teor de nitrogênio, e afetou significativamente a sua combustibilidade.
Abstract: Traditionally, biomass is directly used as a source of bioenergy through the complete combustion or for the production of charcoal for domestic use, as well as for use in the steel industry. However, in recent years, research has been developed aiming for the use of lignocellulosic residues for this purpose, because these plant materials also feature organic compounds that can be oxidized and generate energy in a sustainable and efficient manner. Moreover, these residues are generally available in large quantities in production areas. Thus, the objective of this study was to evaluate the potential of babassu nut residues (epicarp, mesocarp and endocarp) for bioenergy use, especially considering the direct combustion and charcoal production for the steel industry. The material was collected in the rural area of the municipality of Sítio Novo do Tocantins, in the state of Tocantins, Brazil, and is obtained from the extractive exploitation by local communities. Initially, it was sought to characterize the fresh biomass and, due to this fact, the analyzes were performed considering jointly the three layers that make up the babassu nut shell. The following chemical characterizations were performed: molecular (lignin, total extractives and holocellulose), elemental (C, H, N, S and O), immediate (fixed carbon, volatiles and ash), energy (higher heating value and lower heating value), physical (basic density and energy density) and thermal, in nitrogen atmosphere and synthetic air (thermogravimetry, differential thermal analysis and differential scanning calorimetry), besides the morphological characterization by scanning electron microscopy. The babassu nut shell was carbonized in an electric furnace (muffle) at the following final temperatures: 450ºC, 550°C, 650°C, 750°C and 850°C, considering a heating rate of 100°C h-1. Mass and energy balance of the carbonizations were performed, and the charcoals produced were evaluated by apparent relative density, energy densities and fixed carbon stock; immediate and elemental analyses were also performed, as well as thermal analyses in synthetic air atmosphere (thermogravimetry and differential thermal analysis) and determination of heating values. Babassu nut residues showed a high bioenergy potential, mainly due to its high energy density. The use of this biomass as a source of bioenergy can be highly feasible, given its chemical and thermal characteristics, allied to a low ash content and excellent performance in combustion. The charcoal in babassu nut shell showed high values of apparent density and energy density, besides a suitable chemical composition for industrial use, and can be considered as a potential replacement for coal in the steel industry. The effect of the final carbonization temperature was pronounced for all characteristics evaluated in charcoal, except for the nitrogen content, and significantly affected its combustibility.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/2432
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções: DCF - Ciência e Tecnologia da Madeira - Mestrado (Dissertações)

Arquivos neste Item:

Arquivo Descrição TamanhoFormato
DISSERTACAO_Biomassa residual do coco babaçu: potencial de uso bioenergético nas regiões norte e nordeste do Brasil.pdf3,17 MBAdobe PDFVer/abrir

Itens protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, Salvo indicação em contrário.


Mostrar estatísticas

 


DSpace Software Copyright © 2002-2007 MIT and Hewlett-Packard - Feedback