Orientador: Osvaldir Pereira Taranto

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: A busca por novas alternativas, visando à substituição dos combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis, tem se intensificado na comunidade científica, visto que os investimentos para produção de energia não acompanharam a demanda da mesma. Dentre estas alternativas, encontra-se a...

Resumo: A busca por novas alternativas, visando à substituição dos combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis, tem se intensificado na comunidade científica, visto que os investimentos para produção de energia não acompanharam a demanda da mesma. Dentre estas alternativas, encontra-se a carbonização de biomassas para a produção de carvão vegetal. Os resíduos agrícolas são considerados como potenciais biomassas para este fim. No Brasil, tem-se atenção especial para os resíduos sólidos do processamento do suco de laranja (bagaço), devido à grande produção desta fruta no país. A aplicação da carbonização (pirólise lenta) nestes resíduos converte o bagaço da laranja em carvão vegetal para posterior produção dos briquetes de carvão vegetal. Como as partículas de carvão vegetal são compostas basicamente por carbono, material sem qualquer mecanismo de ligação quando compactado, para a formação dos briquetes faz-se necessário a etapa de densificação energética, onde ocorre a coesão entre as partículas de carvão vegetal, através da ação de um aglutinante, transformando as partículas em briquetes, produto de maior valor comercial e que pode ser utilizado como combustível sólido para a geração de energia. Com base no exposto, este trabalho teve como principal objetivo a produção de briquetes de carvão vegetal a partir da carbonização do bagaço da laranja utilizando quatro diferentes aglutinantes: amido de milho (AM), fécula de mandioca comercial (FMC), pectina com alto teor de metoxilação (Pec-1) e pectina com baixo teor de metoxilação (Pec-2). A carbonização foi realizada em atmosfera inerte (N2) e em atmosfera reduzida de O2. Pelos resultados das análises químicas das partículas, foi escolhido trabalhar com as partículas obtidas em atmosfera reduzida de O2 (maior rendimento, maior teor de carbono, maior poder calorífico e menor teor de cinzas). Para a formação dos briquetes, duas técnicas de misturas foram aplicadas, e três proporções mássicas dos aglutinantes (05, 10 e 15%). O tempo de compressão aplicado foi de 1 min, e a proporção entre água e partículas variou de acordo com o aglutinante aplicado. No total, foram obtidos 24 lotes de briquetes, os quais foram caracterizados e avaliados quimicamente e fisicamente pela análise química imediata, análise elementar, poder calorífico, índice de geração de finos (friabilidade), densidade aparente, resistência mecânica a compressão e com relação aos valores dos índices de combustão. Os resultados mostraram que a produção de briquetes de carvão vegetal a partir do beneficiamento do bagaço de laranja é passível de realização. Para a produção dos briquetes indica-se a aplicação da segunda técnica de mistura e o uso de 10% do aglutinante fécula de mandioca ou amido de milho, uma vez que estes aglutinantes produziram os briquetes com as mínimas exigências que um briquete com qualidade deve apresentar

Abstract: A busca por novas alternativas, visando à substituição dos combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis, tem se intensificado na comunidade científica, visto que os investimentos para produção de energia não acompanharam a demanda da mesma. Dentre estas alternativas, encontra-se a...

Abstract: A busca por novas alternativas, visando à substituição dos combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis, tem se intensificado na comunidade científica, visto que os investimentos para produção de energia não acompanharam a demanda da mesma. Dentre estas alternativas, encontra-se a carbonização de biomassas para a produção de carvão vegetal. Os resíduos agrícolas são considerados como potenciais biomassas para este fim. No Brasil, tem-se atenção especial para os resíduos sólidos do processamento do suco de laranja (bagaço), devido à grande produção desta fruta no país. A aplicação da carbonização (pirólise lenta) nestes resíduos converte o bagaço da laranja em carvão vegetal para posterior produção dos briquetes de carvão vegetal. Como as partículas de carvão vegetal são compostas basicamente por carbono, material sem qualquer mecanismo de ligação quando compactado, para a formação dos briquetes faz-se necessário a etapa de densificação energética, onde ocorre a coesão entre as partículas de carvão vegetal, através da ação de um aglutinante, transformando as partículas em briquetes, produto de maior valor comercial e que pode ser utilizado como combustível sólido para a geração de energia. Com base no exposto, este trabalho teve como principal objetivo a produção de briquetes de carvão vegetal a partir da carbonização do bagaço da laranja utilizando quatro diferentes aglutinantes: amido de milho (AM), fécula de mandioca comercial (FMC), pectina com alto teor de metoxilação (Pec-1) e pectina com baixo teor de metoxilação (Pec-2). A carbonização foi realizada em atmosfera inerte (N2) e em atmosfera reduzida de O2. Pelos resultados das análises químicas das partículas, foi escolhido trabalhar com as partículas obtidas em atmosfera reduzida de O2 (maior rendimento, maior teor de carbono, maior poder calorífico e menor teor de cinzas). Para a formação dos briquetes, duas técnicas de misturas foram aplicadas, e três proporções mássicas dos aglutinantes (05, 10 e 15%). O tempo de compressão aplicado foi de 1 min, e a proporção entre água e partículas variou de acordo com o aglutinante aplicado. No total, foram obtidos 24 lotes de briquetes, os quais foram caracterizados e avaliados quimicamente e fisicamente pela análise química imediata, análise elementar, poder calorífico, índice de geração de finos (friabilidade), densidade aparente, resistência mecânica a compressão e com relação aos valores dos índices de combustão. Os resultados mostraram que a produção de briquetes de carvão vegetal a partir do beneficiamento do bagaço de laranja é passível de realização. Para a produção dos briquetes indica-se a aplicação da segunda técnica de mistura e o uso de 10% do aglutinante fécula de mandioca ou amido de milho, uma vez que estes aglutinantes produziram os briquetes com as mínimas exigências que um briquete com qualidade deve apresentar

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