Otimização do processo de torrefação para resíduos agroextrativos de pequi

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barcelo, Rafaela Nair D' Alessandro Rodrigues
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48649
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2024.
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spelling Otimização do processo de torrefação para resíduos agroextrativos de pequiBiomassaEnergia renovávelPequiTorrefaçãoDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2024.A biomassa é uma fonte de energia renovável abundante, que traz consigo benefícios ambientais e socioeconômicos sustentáveis. Esta é obtida a partir de materiais biodegradáveis, como resíduos agrícolas, florestais e urbanos. Sua utilização como fonte de energia renovável ajuda a reduzir o acúmulo de resíduos e mitigar os impactos ambientais relacionados ao seu descarte inadequado. O pequi (Caryocar brasiliense Camb.) é uma espécie arbórea pertencente à família Caryocaraceae, nativa do Cerrado brasileiro. Os frutos do pequi são muito utilizados na culinária regional, sendo fonte de nutrientes e sabores característicos. Este trabalho investigou o processo de torrefação para conversão de resíduos de sementes de pequi em energia, sendo a torrefação (ou pirólise leve) um processo de pré-tratamento (200-300 °C) que melhora as propriedades químicas e físicas da biomassa bruta. A presente investigação visa compreender o tratamento de torrefação dos resíduos de pequi com e sem extrativos utilizando uma metodologia de resposta de superfície de face centrada explorando dois cenários. Foram estabelecidos dois cenários distintos para delinear as condições ideais de torrefação: um focado na melhoria da qualidade do produto torrefado sem considerar os prérequisitos do sistema (Cenário 1), e o outro enfatizou a redução do consumo de energia, melhorando as propriedades energéticas do produto torrefado e maximizando o potencial de retenção de CO2 (Cenário 2). Enquanto isso, a torrefação foi conduzida em um macro-TGA e posteriormente caracterizada (análise imediata, elementar e calorífica). Os resultados revelam a torrefação de PS (sementes de pequi) a 274 °C e 42 min como ótima no cenário 1, resultando em bio carvão (CH1.30O0.33) com rendimento energético de 76,18% e poder calorifico superior de 24,11 MJ kg–1 . No cenário 2, PS também é ótimo, resultando em uma condição ideal de operação com 265 °C e um tempo de residência de 31 min, fornecendo bio carvão (CH1.39O0.36) com rendimento energético de 82,11%, um produto torrefado com poder calorifico superior de 23,83 MJ kg–1 e uma retenção de CO2 de 188,65 kg equivalente, considerando a substituição do óleo diesel. O aumento do poder calorífico superior observado, especialmente no caso de PSWE (sementes de pequi sem extrativos), demonstra o potencial destas matérias-primas como biocombustíveis sólidos, com valorização de até 21% do poder calorifico superior.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF).Biomass is an abundant renewable energy source, promoting sustainable environmental and socioeconomic benefits. This is obtained from biodegradable materials, such as agricultural, forestry and urban waste. Biomass residues as a renewable energy source helps reduce waste accumulation and mitigate the environmental impacts of improper disposal. The pequi (Caryocar brasiliense Camb.) is a tree species belonging to the Caryocaraceae family, native to the Brazilian Cerrado. The fruits of the pequi are widely used in regional cuisine, being a source of nutrients and characteristic flavors. This work investigated the torrefaction process for converting pequi seed waste into energy, with torrefaction (mild pyrolysis) being a pretreatment process (200-300 °C) that improves the chemical and physical properties of raw biomass. The present investigation aims to understand the roasting treatment of pequi waste with and without extractives using a face-centered surface response methodology exploring two scenarios. Two different plans were proposed to outline ideal roasting conditions: one focused on improving the quality of the roasted product without considering system prerequisites (Scenario 1), and the other emphasized reducing energy consumption by improving energetic properties. of the roasted product and maximizing the CO2 retention potential (Scenario 2). Meanwhile, roasting was conducted in a macro-TGA and subsequently observed (immediate, elemental and calorific analysis). The results reveal PS (pequi seeds) roasting at 274 °C and 42 min as optimal in scenario 1, resulting in biochar (CH1.30O0.33) with an energy yield of 76.18% and a higher calorific value of 24.11 MJ kg–1 . In scenario 2, PS is also optimal, resulting in an ideal operating condition with 265 °C and a residence time of 31 min, providing bio coal (CH1.39O0.36) with an energy yield of 82.11%, a product roasted with a higher calorific value of 23.83 MJ kg–1 and a CO2 retention of 188.65 kg equivalent, considering the replacement of diesel oil. The increase in Higher Heating Value observed, especially in the case of PSWE (pequi seeds without extractives), demonstrates the potential of these feedstocks as solid biofuels, with enhancement up to 21%.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasSilveira, Edgar AmaralBarcelo, Rafaela Nair D' Alessandro Rodrigues2024-07-09T17:20:46Z2024-07-09T17:20:46Z2024-07-092024-04-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBARCELO, Rafaela Nair D' Alessandro Rodrigues. Otimização do processo de torrefação para resíduos agroextrativos de pequi. 2024. 70 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2024.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48649porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-07-09T17:20:46Zoai:repositorio.unb.br:10482/48649Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-07-09T17:20:46Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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