Potencial energético da madeira de Eucalyptus urophylla em função da idade e de diferentes materiais genéticos
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFLA |
Texto Completo: | http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49683 |
Resumo: | The objective in the present work was to evaluate age effect on wood quality characteristics, in addition to the yield and quality of charcoal produced by Eucalyptus urophylla hybrid clones, at six different ages (1, 2, 3, 4, 5 and 6 years), as well as to determine the relationship between the wood characteristics with those of charcoal. Basic density and higher calorific value (HCV) were determined. Chemical (extractives, lignin, holocellulose, syringyl/guaiacyl of lignin ratio, ash, elemental analysis), thermal (thermogravimetric analysis) and anatomical (individualization of fibers to determine cell wall thickness and wall fraction) analyzes were performed on the wood. The charcoal was produced in a muffle furnace, with 60°C.h-1 heating rate. The carbonization started at a temperature of 100°C to a maximum temperature 380°C, with a residence time of 60 minutes. In the charcoal produced, the gravimetric yields were determined, as well as the apparent relative density (ARD), immediate and elemental chemical analysis, higher calorific value (HCV). Basic and energetic density, dry mass and extractive content increased with tree age. Wood characteristics, such as holocellulose, ash, and nitrogen content had their values decreased with plant age. The TG/DTG curves showed three ranges of thermal decomposition, attributed to wood drying and to the hemicelluloses and cellulose decomposition. Higher gravimetric yield in charcoal, apparent relative density and energetic, fixed carbon content and energy efficiency were found in the more mature material. Specific wood consumption values, volatile material content, ash and nitrogen in charcoal reduced with age. The canonical correlations were high, and at three ages, the first and second pairs were significant at 15% probability. Tree age influenced the wood properties, although most clones showed satisfactory properties for the charcoal production for steel use, as a rule the more mature material had better performance. The ideal cutting age for energy purposes is 4 years since the wood and charcoal characteristics are similar to those most mature material, which can reduce forestry production costs and guarantee economic returns in a short period of time. |
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Potencial energético da madeira de Eucalyptus urophylla em função da idade e de diferentes materiais genéticosEnergy potential of Eucalyptus urophylla wood as a function of age and different genetic materialsQualidade da madeiraCarvão vegetal - QualidadeBiomassaBioenergiaCarbonizaçãoEucalyptus urophyllaWood qualityCharcoal - QualityBiomassBioenergyCarbonizationPropriedades Físico-Mecânicas da MadeiraThe objective in the present work was to evaluate age effect on wood quality characteristics, in addition to the yield and quality of charcoal produced by Eucalyptus urophylla hybrid clones, at six different ages (1, 2, 3, 4, 5 and 6 years), as well as to determine the relationship between the wood characteristics with those of charcoal. Basic density and higher calorific value (HCV) were determined. Chemical (extractives, lignin, holocellulose, syringyl/guaiacyl of lignin ratio, ash, elemental analysis), thermal (thermogravimetric analysis) and anatomical (individualization of fibers to determine cell wall thickness and wall fraction) analyzes were performed on the wood. The charcoal was produced in a muffle furnace, with 60°C.h-1 heating rate. The carbonization started at a temperature of 100°C to a maximum temperature 380°C, with a residence time of 60 minutes. In the charcoal produced, the gravimetric yields were determined, as well as the apparent relative density (ARD), immediate and elemental chemical analysis, higher calorific value (HCV). Basic and energetic density, dry mass and extractive content increased with tree age. Wood characteristics, such as holocellulose, ash, and nitrogen content had their values decreased with plant age. The TG/DTG curves showed three ranges of thermal decomposition, attributed to wood drying and to the hemicelluloses and cellulose decomposition. Higher gravimetric yield in charcoal, apparent relative density and energetic, fixed carbon content and energy efficiency were found in the more mature material. Specific wood consumption values, volatile material content, ash and nitrogen in charcoal reduced with age. The canonical correlations were high, and at three ages, the first and second pairs were significant at 15% probability. Tree age influenced the wood properties, although most clones showed satisfactory properties for the charcoal production for steel use, as a rule the more mature material had better performance. The ideal cutting age for energy purposes is 4 years since the wood and charcoal characteristics are similar to those most mature material, which can reduce forestry production costs and guarantee economic returns in a short period of time.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)O objetivo do presente trabalho foi de avaliar o efeito da idade nas características de qualidade da madeira, além do rendimento e qualidade do carvão vegetal produzido por clones de híbridos de Eucalyptus urophylla, em seis idades diferentes (1, 2, 3, 4, 5 e 6 anos), bem como determinar as relações entre as características da madeira com as do carvão vegetal. A densidade básica e o poder calorífico superior (PCS) foram determinados. Foram realizadas análises químicas (extrativos, lignina, holocelulose, relação siringil/guaiacil da lignina, cinzas, análise elementar), térmica (análise termogravimétrica) e anatômica (individualização das fibras para determinação da espessura da parede celular e fração parede) na madeira. O carvão vegetal foi produzido em forno tipo mufla, com taxa de aquecimento de 60°C.h-1. A carbonização iniciou à temperatura de 100°C até temperatura máxima de 380°C, com tempo de residência de 60 minutos. No carvão vegetal produzido foi determinado os rendimentos gravimétricos, assim como a densidade relativa aparente (DRA), análise química imediata e elementar, poder calorífico superior (PCS). A densidade básica e energética, massa seca e teor de extrativos aumentaram com a idade da árvore. Características da madeira, como teor de holocelulose, cinzas, e nitrogênio tiveram seus valores diminuídos com a idade da planta. As curvas TG/DTG exibiram três faixas de decomposição térmica, atribuídas à secagem da madeira e à decomposição das hemiceluloses e celulose. Maior rendimento gravimétrico em carvão vegetal, densidade relativa aparente e energética, teor de carbono fixo e eficiência energética foram encontrados no material mais maduro. Os valores de consumo específico de madeira, teor de materiais voláteis, cinzas e nitrogênio no carvão vegetal reduziram com a idade. As correlações canônicas foram elevadas, sendo que, nas três idades, o primeiro e segundo pares foram significativos a 15% de probabilidade. A idade da árvore influenciou as propriedades da madeira, embora a maioria dos clones tenha apresentado propriedades satisfatórias para produção de carvão vegetal para uso siderúrgico, em regra o material mais maduro obteve melhor desempenho. A idade ideal de corte para fins energeticos é de 4 anos, visto que as características da madeira e do carvão são similares à do material mais maduro, podendo reduzir os custos de produção florestal e garantir rendimentos econômicos em curto espaço de tempo.Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da MadeiraUFLAbrasilDepartamento de Ciências FlorestaisTrugilho, Paulo FernandoTrugilho, Paulo FernandoOliveira, Aylson CostaArantes, Marina Donária ChavesFigueiredo, Izabel Cristina Rodrigues deVidaurre, Graziela BaptistaLoureiro, Breno Assis2022-04-06T18:09:17Z2022-04-06T18:09:17Z2022-04-062021-11-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfLOUREIRO, B. A. Potencial energético da madeira de Eucalyptus urophylla em função da idade e de diferentes materiais genéticos. 2021. 81 p. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49683porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2023-04-26T13:21:47Zoai:localhost:1/49683Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2023-04-26T13:21:47Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false |
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The objective in the present work was to evaluate age effect on wood quality characteristics, in addition to the yield and quality of charcoal produced by Eucalyptus urophylla hybrid clones, at six different ages (1, 2, 3, 4, 5 and 6 years), as well as to determine the relationship between the wood characteristics with those of charcoal. Basic density and higher calorific value (HCV) were determined. Chemical (extractives, lignin, holocellulose, syringyl/guaiacyl of lignin ratio, ash, elemental analysis), thermal (thermogravimetric analysis) and anatomical (individualization of fibers to determine cell wall thickness and wall fraction) analyzes were performed on the wood. The charcoal was produced in a muffle furnace, with 60°C.h-1 heating rate. The carbonization started at a temperature of 100°C to a maximum temperature 380°C, with a residence time of 60 minutes. In the charcoal produced, the gravimetric yields were determined, as well as the apparent relative density (ARD), immediate and elemental chemical analysis, higher calorific value (HCV). Basic and energetic density, dry mass and extractive content increased with tree age. Wood characteristics, such as holocellulose, ash, and nitrogen content had their values decreased with plant age. The TG/DTG curves showed three ranges of thermal decomposition, attributed to wood drying and to the hemicelluloses and cellulose decomposition. Higher gravimetric yield in charcoal, apparent relative density and energetic, fixed carbon content and energy efficiency were found in the more mature material. Specific wood consumption values, volatile material content, ash and nitrogen in charcoal reduced with age. The canonical correlations were high, and at three ages, the first and second pairs were significant at 15% probability. Tree age influenced the wood properties, although most clones showed satisfactory properties for the charcoal production for steel use, as a rule the more mature material had better performance. The ideal cutting age for energy purposes is 4 years since the wood and charcoal characteristics are similar to those most mature material, which can reduce forestry production costs and guarantee economic returns in a short period of time. |
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