Characterization and qualification of torrefied biomasses properties during fungal deterioration for energetic purposes

• Autor(a) principal: Faria, Bruno de Freitas Homem de
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/28043
• topic: Biocombustíveis; Fungos decompositores; Lignocelulose; Espectroscopia de infravermelho próximo; Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais

Biomassas lignocelulósicas são alternativas viáveis aos combustíveis fósseis para produzir energia ecologicamente correta, principalmente pelo seu aspecto renovável e sustentável, e pela disponibilidade mundial. O processo de torrefação pode ser uma boa forma de aprimorar algumas características da biomassa para obter melhores condições de armazenamento e aproveitamento energético. O objetivo deste estudo foi avaliar o impacto da torrefação na estocagem de diferentes resíduos de biomassas, simulado pela deterioração fúngica, para uso energético. O impacto da lixiviação e da deterioração dos fungos nas propriedades químicas e energéticas das biomassas in natura e torrificadas foram avaliados. Finalmente, espectros no infravermelho próximo (NIR) foram coletados para construir modelos PLS-DA e PLS para uso como uma ferramenta para o conhecimento da deterioração fúngica das biomassas. Casca de café, bagaço de cana-de-açúcar e resíduos de pinus e eucalipto foram torrificados a 290 °C em reator tipo rosca sem fim durante 5, 7,5, 10, 15 ou 20 min. Os efeitos do tipo de matéria-prima e do parâmetro do processo de torrefação (tempo de residência) sobre as características energéticas das biomassa foram investigados. As biomassas in natura e torrificadas foram então submetidas à lixiviação e aos fungos de podridão branca (Trametes versicolor) e marrom (Coniophora puteana) para simular as condições de armazenamento. A perda de massa após a etapa de lixiviação, teor de umidade e perda de massa devido à deterioração fúngica após 2, 4, 8, 12, 16 semanas foram obtidas. Variações no conteúdo de carbono e no poder calorífico superior foram observados durante a deterioração fúngica das biomassas in natura e torrificadas. A virulência do fungo de podridão marrom foi maior para o pinus em relação ao de podridão branca levando à perdas de massa próxima a 35% para o pinus torrificado por 15 minutos. Para o bagaço de cana torrificado por 7,5 e 10 minutos a perda de massa durante a deterioração por fungos foi menor do que 10% para todas semanas de avaliação sendo muito inferior à perda de massa obtida para o bagaço in natura em 16 semanas de exposição (aproximadamente 60%). Modelos PLS para predição do poder calorífico das biomassas apresentaram boa capacidade preditiva com RMSEP de 0,1968 e Rp de 98,17%. Os modelos PLS-DA são confiáveis para diferenciar tipos de biomassa e então, por meio de modelos específicos, identificar o fungo de decomposição mais ativo em biomassas in natura e torrificadas e em qual estágio temporal de deterioração as biomassas se encontram. Os modelos PLS desenvolvidos mostraram-se eficientes na predição do poder calorífico superior de biomassas in natura e torrificadas de acordo com seus estágios de deterioração fúngica. A torrefação do eucalipto, pinus, bagaço de cana-de-açucar e casca de café parece ser um método viável para eliminar algumas das desvantagens dessas biomassas, pois melhora significativamente o conteúdo de energia e evita a absorção de umidade durante o armazenamento. Além disso, a casca de café parece ser uma biomassa muito promissora para conversão de energia pelo processo de torrefação, devido ao bom incremento energético. Palavras-chave: Biocombustível. Deterioração fúngica. Espectroscopia no infravermelho próximo. Lignocelulose.