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Influência dos principais componentes da biomassa lignocelulósica nos parâmetros do processo de torrefação
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/11449/311665
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Ávila, Ivonete | - |
| Autor(es): dc.contributor | Universidade Estadual Paulista (UNESP) | - |
| Autor(es): dc.creator | Oliveira, Maristela Ribeiro. | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-08-21T22:24:30Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-08-21T22:24:30Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-07-02 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-06-03 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://hdl.handle.net/11449/311665 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/11449/311665 | - |
| Descrição: dc.description | Devido aos impactos ambientais negativos causados pelo uso de combustíveis fósseis, especialmente as emissões de gases de efeito estufa, a adoção de fontes de energia renováveis tornou-se essencial. Nesse contexto, a biomassa lignocelulósica surge como uma alternativa sustentável, destacando-se pelo seu potencial de reduzir emissões e transformar resíduos orgânicos em recursos energéticos eficientes. Uma forma de melhorar as propriedades dessa biomassa e torná-la mais adequada para a geração de energia é por meio de pré-tratamentos, como a torrefação. Esse processo térmico consiste no aquecimento controlado da biomassa, em temperaturas moderadas e na ausência de oxigênio, visando facilitar sua moagem, armazenamento e transporte, além de aumentar seu valor energético por meio do aprimoramento das propriedades de combustão, conferindo-lhe características semelhantes às do biocarvão. Este estudo teve como objetivo realizar a torrefação de três tipos de biomassa lignocelulósica, casca de arroz (CA), sorgo biomassa (SB) e serragem de eucalipto (SE), utilizando métodos experimentais de delineamento de experimentos. Aplicou-se o método de Taguchi com uma matriz L9, variando-se os parâmetros de torrefação: temperatura (200, 250 e 300 °C), tempo de residência (30, 40 e 50 minutos), massa da amostra (1, 3 e 5 g) e granulometria média (83, 251 e 550 μm). O delineamento composto central rotacional (DCCR) foi empregado para otimizar a torrefação e compreender as interações entre tempo e temperatura — os parâmetros mais influentes segundo o método de Taguchi, visando maximizar o rendimento, a densidade e a eficiência energética das biomassas. Foram realizadas caracterizações físico-químicas, incluindo análise FTIR, MEV, análise elementar e determinação das propriedades de combustão, para avaliar as mudanças após a torrefação e identificar a influência dos fatores predominantes. Os resultados da análise imediata mostraram aumento no poder calorífico de 23,28% na CA, 22,94% na SB e 29,26% na SE, além de um incremento no carbono fixo de 17,02% (CA), 28,15% (SB) e 17,42% (SE). Os dados obtidos pelo método de Taguchi permitiram a identificação das condições experimentais ótimas para as variáveis de resposta. A análise de variância (ANOVA) indicou que a temperatura foi o fator mais significativo no processo de torrefação para as três biomassas. Com o DCCR, observou-se que os melhores rendimentos em massa e energia ocorreram sob condições brandas de torrefação: 200 °C por 40 minutos para CA e SB, e 215 °C por 20 minutos para SE. Para o maior rendimento energético, as condições ótimas foram 250 °C por 10 minutos para CA e SE, e 200 °C por 40 minutos para SB. No entanto, para obtenção de maior densidade energética, foi necessário manter tempo e temperatura mais elevados: 250 °C por 10 minutos (CA), 285 °C por 20 minutos (SB) e 300 °C por 40 minutos (SE). | - |
| Descrição: dc.description | Due to the negative environmental impacts caused by the use of fossil fuels, especially greenhouse gas emissions, the adoption of renewable energy sources has become essential. In this context, lignocellulosic biomass emerges as a sustainable alternative, standing out for its potential to reduce emissions and convert organic waste into efficient energy resources. One way to improve the properties of biomass and make it more suitable for energy generation is through pretreatment methods such as torrefaction. This thermal process involves the controlled heating of biomass at moderate temperatures in the absence of oxygen to facilitate its grinding, storage, and transport, while increasing its energy value by enhancing combustion properties and imparting characteristics similar to biochar. This study aimed to carry out the torrefaction of three types of lignocellulosic biomass, rice husk (RH), sorghum biomass (SB), and eucalyptus sawdust (ES), using experimental design methods. The Taguchi method was applied with an L9 orthogonal array, varying torrefaction parameters: temperature (200, 250, and 300 °C), residence time (30, 40, and 50 minutes), sample mass (1, 3, and 5 g), and particle size (83, 251, and 550 μm). The central composite rotational design (CCRD) was used to optimize torrefaction and understand the interactions between time and temperature, the most influential parameters according to the Taguchi method in order to maximize biomass yield, density, and energy efficiency. Physicochemical characterizations were carried out, including FTIR, SEM, elemental analysis, and combustion property determination, to evaluate the changes after torrefaction and identify the influence of predominant factors. Proximate analysis results showed increases in higher heating value (HHV) of 23,28% for RH, 22,94% for SB, and 29,26% for ES, and increases in fixed carbon content of 17,02% (RH), 28,15% (SB), and 17,42% (ES). The data obtained using the Taguchi method allowed for the identification of optimal experimental conditions for the response variables. ANOVA results indicated that temperature was the most significant factor in the torrefaction process for all three biomasses. According to the CCRD, the highest mass and energy yields were observed under mild torrefaction conditions: 200 °C for 40 minutes for RH and SB, and 215 °C for 20 minutes for ES. For maximum energy yield, the optimal conditions were 250 °C for 10 minutes for RH and ES, and 200 °C for 40 minutes for SB. However, higher energy density required higher temperature and time: 250 °C for 10 minutes (RH), 285 °C for 20 minutes (SB), and 300 °C for 40 minutes (ES). | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Publicador: dc.publisher | Universidade Estadual Paulista (UNESP) | - |
| Direitos: dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Biomassa | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Torrefação | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Planejamento experimental | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Caracterização | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Energia - Fontes alternativas | - |
| Título: dc.title | Influência dos principais componentes da biomassa lignocelulósica nos parâmetros do processo de torrefação | - |
| Título: dc.title | Influence of the main components of lignocellulosic biomass on the parameters of the torrefaction process | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - Unesp | |
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