Viabilidade técnica e econômica da recuperação energética da biomassa residual da extração do óleo de melaleuca
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Data de Publicação: | 2023 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17672 |
Resumo: | Among the species of the genus Melaleuca that have secondary metabolites of commercial interest, Melaleuca alternifolia stands out. It is currently the species with the largest areas of cultivation, present in several countries such as Australia, Indonesia, China, Brazil and the United States. Australia has dominated the market for this essential oil since the 1980s, accounting for more than 80% of the total volume traded in the world in 2019. A greater share of Brazil in the cosmetics and pharmaceuticals market would bring benefits such as the generation of direct jobs in the oil production chains and derivative products. The specific aim of this work was to organize relevant information about the main species of the genus Melaleuca, its main botanical characteristics, description of the essential oil market and the distillation techniques applied to obtain the oil. Additionally, tests were carried out to energetically characterize the melaleuca biomass and its residue from the distillation process, in addition to studying possible alternatives for homogenization through the densification of the residual vegetative material. As a general objective, we sought to record the potential of melaleuca cultivation to meet government demands for sustainable development and the establishment of new productive arrangements involving small farmers and traditional communities in the context of the Brazilian bioeconomy. The results obtained in the work demonstrate that the distilled biomass has an aptitude for energy production, with a higher heating value above 4800 kcal.kg-1, and fixed carbon of 19.91%. The main challenges for energy production from this material are its high moisture, which was determined to be 47.13% on a wet basis, influenced by the steam extraction process, and its ash content (4%), which negatively affect the energy efficiency in burning appliances. Additionally, these characteristics hinder subsequent processes of homogenization of the material, such as densification. Controlling both factors, tea tree distillation residues have the potential to be used in thermal conversion and consequently contribute to increasing the economic viability of projects aimed at producing tea tree essential oil in Brazil. |
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Tomeleri, João Otávio PolettoPádua, Franciane Andrade dehttp://lattes.cnpq.br/2945447364979913http://lattes.cnpq.br/0231286098239128ba3bafe3-958d-47e8-8f8b-54ccd5de08112023-04-10T20:25:49Z2023-04-10T20:25:49Z2023-03-10TOMELERI, João Otávio Poletto. Viabilidade técnica e econômica da recuperação energética da biomassa residual da extração do óleo de melaleuca. 2023. Tese (Doutorado em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17672.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17672Among the species of the genus Melaleuca that have secondary metabolites of commercial interest, Melaleuca alternifolia stands out. It is currently the species with the largest areas of cultivation, present in several countries such as Australia, Indonesia, China, Brazil and the United States. Australia has dominated the market for this essential oil since the 1980s, accounting for more than 80% of the total volume traded in the world in 2019. A greater share of Brazil in the cosmetics and pharmaceuticals market would bring benefits such as the generation of direct jobs in the oil production chains and derivative products. The specific aim of this work was to organize relevant information about the main species of the genus Melaleuca, its main botanical characteristics, description of the essential oil market and the distillation techniques applied to obtain the oil. Additionally, tests were carried out to energetically characterize the melaleuca biomass and its residue from the distillation process, in addition to studying possible alternatives for homogenization through the densification of the residual vegetative material. As a general objective, we sought to record the potential of melaleuca cultivation to meet government demands for sustainable development and the establishment of new productive arrangements involving small farmers and traditional communities in the context of the Brazilian bioeconomy. The results obtained in the work demonstrate that the distilled biomass has an aptitude for energy production, with a higher heating value above 4800 kcal.kg-1, and fixed carbon of 19.91%. The main challenges for energy production from this material are its high moisture, which was determined to be 47.13% on a wet basis, influenced by the steam extraction process, and its ash content (4%), which negatively affect the energy efficiency in burning appliances. Additionally, these characteristics hinder subsequent processes of homogenization of the material, such as densification. Controlling both factors, tea tree distillation residues have the potential to be used in thermal conversion and consequently contribute to increasing the economic viability of projects aimed at producing tea tree essential oil in Brazil.Dentre as espécies do gênero Melaleuca que possuem metabólitos secundários de interesse comercial, destaca-se a Melaleuca alternifolia. Atualmente é a espécie com as maiores áreas de cultivo, presentes em diversos países como Austrália, Indonésia, China, Brasil e Estados Unidos. A Austrália domina o mercado desse óleo essencial desde a década de 80, sendo responsável por mais de 80% do volume total comercializado no mundo em 2019. Uma maior participação do Brasil no mercado de cosméticos e fármacos traria benefícios como a geração de empregos diretos e indiretos nas cadeias produtivas do óleo essencial e produtos derivados. O trabalho teve como objetivo caracterizar energeticamente a biomassa de melaleuca e o resíduo do processo de destilação, além de estudar possíveis alternativas para homogeneização por meio da densificação do material residual. Adicionalmente foram organizadas informações relevantes sobre as principais espécies do gênero Melaleuca, suas características botânicas, descrição do mercado de óleo essencial e as técnicas de destilação aplicadas para obtenção do óleo. Como objetivo geral, buscou-se registar o potencial do cultivo da melaleuca para atender às demandas governamentais de desenvolvimento sustentável e estabelecimento de novos arranjos produtivos envolvendo pequenos agricultores e comunidades tradicionais no contexto da bioeconomia brasileira. Os resultados obtidos no trabalho demonstram que o resíduo vegetal extraído possui uma aptidão para a produção energética, com poder calorífico superior acima dos 4800 kcal.kg-1, e carbono fixo de 19,91%. Os principais desafios para a produção energética a partir desse material são a umidade, que foi determinada em 47,13% em base úmida, influenciada pelo processo de extração a vapor, e seu teor de cinzas superior a 4%, que afetam negativamente a eficiência energética em aparelhos de queima. Essas características também dificultam processos posteriores de homogeneização do material, como a densificação. Controlando-se ambos os fatores, os resíduos da destilação da melaleuca tem potencial para serem aproveitados na conversão térmica e por consequência contribuírem para o aumento da viabilidade econômica de projetos que objetivam a produção do óleo essencial de melaleuca no Brasil.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Processo nº 88882.426446/2019-01, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).Processo nº 88887.473893/2020-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).Processo nº 88887.719965/2022-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus SorocabaPrograma de Pós-Graduação em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis - PPGPUR-SoUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMelaleuca alternifoliaProdutos não madeireirosBiomassaÓleo essencialResíduos florestaisEnergia de resíduosNon-wood productsBiomassEssential oilForestry residuesWaste to energyCIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL::ENERGIA DE BIOMASSA FLORESTALCIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL::TECNOLOGIA E UTILIZACAO DE PRODUTOS FLORESTAISViabilidade técnica e econômica da recuperação energética da biomassa residual da extração do óleo de melaleucaTechnical and economic feasibility of energy recovery of residual biomass from melaleuca oil extractioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6006003c852a89-3e63-407f-9d70-f7e465a831f4reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17672/4/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD54ORIGINAL01_Tese_João-Tomeleri.pdf01_Tese_João-Tomeleri.pdfManuscrito da teseapplication/pdf3437522https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17672/3/01_Tese_Jo%c3%a3o-Tomeleri.pdf43daeca0b91c5be90b2977f505e8fa10MD53TEXT01_Tese_João-Tomeleri.pdf.txt01_Tese_João-Tomeleri.pdf.txtExtracted texttext/plain337953https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17672/5/01_Tese_Jo%c3%a3o-Tomeleri.pdf.txt716ce7c3d8827395e1563745b6523f88MD55THUMBNAIL01_Tese_João-Tomeleri.pdf.jpg01_Tese_João-Tomeleri.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6295https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17672/6/01_Tese_Jo%c3%a3o-Tomeleri.pdf.jpg32ee0f3ffd96da4fc85ea2f0295b55ebMD56ufscar/176722023-09-18 18:32:35.933oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/17672Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:35Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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