Propriedades energéticas da madeira e do carvão vegetal de Cenostigma macrophyllum: subsídios ao uso sustentável

Autores

DOI:

https://doi.org/10.4336/2018.pfb.38e201701546

Palavras-chave:

Temperatura de carbonização, Rendimento gravimétrico, Termogravimetria

Resumo

O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade da madeira de Cenostigma macrophyllum Tul para uso energético e determinar os rendimentos e propriedades do carvão vegetal produzido em diferentes temperaturas de carbonização. Foram retirados discos de 3 cm de espessura nas posições basal, 25%, 50%, 75% e 100% da altura comercial do fuste. Os discos foram cortados em cunhas e metade destas foi utilizada para análises na madeira e a outra metade foi carbonizada em temperaturas finais de 400 ºC, 500 ºC e 600 ºC para avaliação dos rendimentos e características do biorredutor. A densidade básica (1,2 g cm-3), teor de lignina (34%), poder calorífico superior (4.845 cal g-1) e rendimento gravimétrico de carbonização (RGC) aos 400 ºC (41,5%) da madeira do caneleiro se destacaram. O aumento da temperatura de pirólise da madeira de 400 ºC para 600 ºC resultou em acréscimo de 29,4% do teor de carbono fixo e redução de 19% e 63,4%, respectivamente, do RGC e do teor de materiais voláteis do carvão vegetal. Conclui-se que a espécie apresentou valores satisfatórios para produção energética.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Ana Clara Caxito de Araújo, Universidade Federal de Lavras

Departamento de Ciências Florestais, Energia da biomassa floretal e química da madeira

http://lattes.cnpq.br/1043344705962327

Luciano Junqueira Costa, Universidade Federal de Viçosa

Departamento de Engenharia Florestal, Energia da biomassa florestal

http://lattes.cnpq.br/7278315102686273

Pedro Paulo de Carvalho Braga, Universidade Federal de Lavras

Departamento de Ciências Florestais, Energia da biomassa e física da madeira

http://lattes.cnpq.br/7224190377715052

Rosalvo Maciel Guimarães Neto, Universidade Federal do Piauí

Departamento de Engenharia Florestal

http://lattes.cnpq.br/5464387169906497

Maria Fernanda Vieira Rocha, Universidade Federal de Lavras

Departamento de Ciências Florestais, Energia da biomassa e física da madeira


http://lattes.cnpq.br/6851410759859381

Paulo Fernando Trugilho, Universidade Federal de Lavras

Departamento de Ciências Florestais


http://lattes.cnpq.br/1868749920342205

Referências

American Society For Testing and Materials. Standard method for chemical analysis of charcoal. Philadelphia, 1982.
Araújo, A. C. C. et al. Efeito da relação siringil/guaiacil e de fenóis derivados da lignina nas características da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus spp. Scientia Forestalis, v. 44, n. 110, p. 405-414, 2016. DOI: 10.18671/scifor.v44n110.13
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 8112: carvão vegetal: análise imediata. Rio de Janeiro, 1986.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 8633: carvão vegetal: determinação do poder calorífico. Rio de Janeiro, 1984.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 11941: madeira: determinação da densidade básica. Rio de Janeiro, 2003.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 14660: madeira amostragem e preparação para análise. Rio de Janeiro, 2004.
Azevedo, C. H. S. et al. Influência da temperatura final de carbonização e da taxa de aquecimento no rendimento gravimétrico e teor de cinzas do carvão de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis. Enciclopédia biosfera, v. 9, n. 16, p. 1279-1287, 2013.
Bailis, R. et al. Innovation in charcoal production: a comparative life-cycle assessment of two kiln technologies in Brazil. Energy for Sustainable Development, v. 17, n. 2, p. 189-200, 2013. DOI: 10.1016/j.esd.2012.10.008.
Bianchi, O. et al. Avaliação da degradação não-isotérmica de madeira através de termogravimetria - TGA. Polímeros, v. 20, n. 5, p. 395-400, 2010. DOI: 10.1590/S0104-14282010005000060.
Boschetti, W. T. N. et al. Propriedades do carvão vegetal produzido com madeira de reação proveniente de árvores inclinadas por ventos. Revista Árvore, v. 41, n. 6, p. 1-7, 2017. DOI: 10.1590/1806 9088201700060 0001.
Cao, L. et al. Thermogravimetric characteristics and kinetics analysis of oil cake and torrefied biomass blends. Fuel, v. 175, p. 129-136, 2016. DOI:10.1016/j.fuel.2016.01.089.
Castro, J. P. et al. Uso de espécies amazônicas para envelhecimento de bebidas destiladas: análises física e química da madeira. Cerne, v. 21, n. 2, p. 319-327, 2015. DOI: 10.1590/01047760201521021567.
Castro, V. R. et al. Efeito da disponibilidade hídrica e da aplicação de potássio e sódio no crescimento em diâmetro do tronco de árvores de Eucalyptus grandis. Scientia Forestalis, v. 45, n. 113, p. 89-99, 2017. DOI: 10.18671/scifor.v45n113.08.
Chen, W. H. & Kuo, P. C. A study on torrefaction of various biomass materials and its impact on lignocellulosic structure simulated by a thermogravimetry. Energy, v.35, p. 2580-2586, 2010. DOI: 10.1016/j.energy.2010.02.054.
Cortez, L.A. & Lora, E.S. Tecnologia de conversão energética da biomassa. EDUA/EFEI. Manaus, 1997. 527p. (Série sistemas energéticos II).
Costa, T. G. et al. Qualidade da madeira de cinco espécies de ocorrência no cerrado para produção de carvão vegetal. Cerne, v. 20, n. 1, p. 37-46, 2014. DOI: 10.1590/S0104-77602014000100005.
Couto, A. M. et al. Qualidade do carvão vegetal de Eucalyptus e Corymbia produzido em diferentes temperaturas finais de carbonização. Scientia Forestalis, v. 43, n. 108, p. 817-831, 2015. DOI: 10.18671/scifor.v43n108.7
Di Blasi, C. et al. Product distribution from pyrolysis of wood and agricultural residues: Indian engeneering. Chemistry Research, v. 38, n. 12, p. 2216-2224, 1999.
Elyounssi, K. et al. High-yield charcoal production by two-step pyrolysis. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, v. 87, n. 1, p. 138-143, 2010. DOI: 10.1016/j.jaap.2009.11.002.
Freitas, P. de C. et al. Efeito da disponibilidade hídrica e da aplicação de potássio e sódio nas características anatômicas do lenho juvenil de Eucalyptus grandis. Revista Árvore, v. 39, n. 2, p. 405-416, 2015. DOI: 10.1590/0100-67622015000200020.
Ghani, W.A.W.A.K. et al. Biochar production from waste rubber-wood-sawdust and its potential use in C sequestration: Chemical and physical characterization. Industrial Crops and Products. Vol. 44, pg. 18-24, 2013. DOI.:10.1016/j.indcrop.2012.10.017
Goldschimid, O. Ultraviolet spectra. In: Sarkanen, K. V. & Ludwig, C. H. Lignins: occurrence, formation, structure and reactions. New York: John Wiley & Sons, 1971. p. 241-266.
Gomide, J. L. & Demuner, B. J. Determinação do teor de lignina em material lenhoso: método Klason modificado. O Papel, v. 47, n. 8, p. 36-38, 1986.
Indústria Brasileira de Árvores. IBÁ: Indústria Brasileira de Árvores. Brasília, DF, 2017. 80 p. Relatório IBÁ 2016.
Jesus, M. S. et al. Caracterização energética de diferentes espécies de Eucalyptus. Floresta, v. 47, n. 1, p. 11-16, 2017. DOI: 10.5380/rf.v47i1.48418.
Machado, R. R. B. et al. Árvores nativas para a arborização de Teresina, Piauí. Revista da Sociedade Brasileira de Arborização Urbana, v. 1, n. 1, p. 10-18, 2006.
Neves, S. C. G. & Neves, E. Fazenda Aracaju: plano de manejo florestal. Cristino Castro, 2008. 53 p. Plano de Manejo Florestal Sustentável apresentado ao IBAMA, nº 2200.2.2009.00023.
Novaes, E. et al. Lignin and Biomass: A negative correlation for wood formation and lignin content in trees. Plant Physiology, v. 154, p. 555-561, 2010.
Oliveira, A. C. et al. Otimização da produção do carvão vegetal por meio do controle de temperaturas de carbonização. Revista Árvore, v. 37, n. 3, p. 557-566, 2013. DOI: 10.1590/S0100-67622013000300019.
Oliveira, C. A. de C. et al. Potencial energético da madeira de Eucalyptus sp. em função da idade e de diferentes materiais genéticos. Revista Árvore, v. 38, n. 2, p. 375-38, 2014. DOI: 10.1590/S0100-67622014000200019.
Pereira, B. L. C. Estudo da degradação térmica da madeira de Eucalyptus através de termogravimetria e calorimetria. Revista Árvore, v.37, n.3, p.567-576, 2013.
Pereira, B. L. C. et al. Influence of chemical composition of Eucalyptus wood on gravimetric yield and charcoal properties. BioResources, v. 8, n. 3, p. 4574-4592, 2013b.
Poletto, M. et al. Thermal decomposition of wood: Influence of wood components and cellulose crystallite size. Bioresource Technology, v. 109, p. 148-153, 2012. DOI: 10.1016/j.biortech.2011.11.122.
Protásio, T. P. et al. Classificação de clones de Eucalyptus por meio da relação siringil/guaiacil e das características de crescimento para uso energético. Scientia Forestalis, v. 45, n. 114, p. 327-341, 2017.
Protásio, T. P. et al. Potencial siderúrgico e energético do carvão vegetal de clones de Eucalyptus spp. aos 42 meses de idade. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 33, n. 74, p. 137-149, 2013. DOI: 10.4336/2013.pfb.33.74448.
Queiroz, L. P. Leguminosas da Caatinga. Feira de Santana: Universidade Estadual de Feira de Santana, 2009. 467 p.
Santos, R. C. S. et al. Influência das propriedades químicas e da relação siringil/guaiacil da madeira de eucalipto na produção de carvão vegetal. Ciência Florestal, v. 26, n. 2, p. 657-669, 2016.
Santos, R. C. S.et al. Potencial energético da madeira de espécies oriundas de plano de manejo florestal no estado do Rio Grande do Norte. Ciência Florestal, v. 23, n. 2, p. 491-502, 2013. DOI: 10.5902/198050989293.
Sarkanen, K. V. & Ludwig, C. H. Lignins: ocurrence, formation, structure and reaction. New York: Wiley, 1971. p. 165-230.
Sebio-Puñal, T. et al. Thermogravimetric analysis of wood, holocellulose, and lignin from five wood species. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, v. 109, p. 1163-1167, 2012. DOI: 10.1007/s10973-011-2133-1.
Silva, D. A. et al. Avaliação das propriedades energéticas de resíduos de madeiras tropicais com uso da espectroscopia NIR. Floresta e Ambiente, v. 21, n. 4, p. 561-568, 2014. DOI:10.1590/2179-8087.043414.
Silva, D. A. et al. Propriedades da madeira de Eucalyptus benthamii para produção de energia. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 35 n. 84 p. 481-485. 2015. DOI: 10.4336/2015.pfb.35.84.677.
Silva, D. A. et al. Avaliação das propriedades energéticas de resíduos de madeiras tropicais com uso da espectroscopia NIR. Floresta e Ambiente, v. 21, n. 4, p. 561-568, 2014. DOI: 10.1590/2179-8087.043414.
Soares, V. C. et al. Análise das propriedades da madeira e do carvão vegetal de híbridos de eucalipto em três idades. Cerne, v. 21, n. 2, p. 191-197, 2015. DOI: 10.1590/010477 60201521021294.
Soares, V. C. et al. Correlações entre as propriedades da madeira e do carvão vegetal de híbridos de eucalipto. Revista Árvore, v. 38, n. 3, p. 543-549, 2014. DOI: 10.1590/S0100-67622014000300017.
Telmo, C. & Lousada, J. Heating values of wood pellets from different species. Biomass and Bioenergy, v. 35, n. 7, p. 2634-2639, 2011.
Teresina. Decreto nº 2.407, de 13 de agosto de 1993. Estabelece os símbolos municipais de Teresina, capital do Estado do Piauí. Disponível em: < http://semplan.teresinapi.gov.br/ simbolos-de-teresina/ >. Acesso em 30 maio 2018.
Trugilho, P. F. et al. Características de crescimento, composição química, física e estimativa de massa seca de madeira em clones e espécies de Eucalyptus jovens. Ciência Rural, v. 45, n. 4, p. 661-666, 2015. DOI: 10.1590/0103-8478cr20130625.
Trugilho, P. F. & Silva, D. A. Influência da temperatura final de carbonização nas características físicas e químicas do carvão vegetal de jatobá (Hymenaea courbaril). Scientia Agraria, v. 2, n. 1/2, p. 45-53, 2001. DOI: 10.5380/rsa.v2i1.976.
Vale, A. T. do et al. Relações entre propriedades químicas, físicas e energéticas da madeira de cinco espécies de cerrado. Ciência Florestal, v. 20, n. 1, p. 137-145, 2010. DOI: 10.5902/198050981767.
Vidaurre, G. B. Propriedades energéticas da madeira e do carvão de paricá (Schizolobium amazonicum). Revista Árvore, v. 36, n. 2, p. 365-371, 2012.
Vieira, R. da S. et al. Influence of temperature on products yield of Eucalyptus microcorys carbonization. Cerne, v. 19, n. 1, p. 59-64, 2016. DOI: 10.1590/S0104-77602013000100008.
Vilas Boas, M. A. et al. Efeito da temperatura de carbonização e dos resíduos de macaúba na produção de carvão vegetal. Scientia Forestalis, v. 38, n. 87, p. 481-490, 2010.
Wang P. & Howard B. H. Impact of thermal pretreatment temperatures on woody biomass chemical composition, physical properties and microstructure. Energies, v. 11, n. 1, p. 1-25, 2018. DOI: 10.3390/en11010025.
Yang, H. et al. Characteristics of hemicellulos, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel, v. 86, n. 12-13, p. 1781-1788, 2007. DOI: 10.1016/j.fuel.2006.12.013.

Downloads

Publicado

11-07-2018

Como Citar

ARAÚJO, Ana Clara Caxito de; COSTA, Luciano Junqueira; BRAGA, Pedro Paulo de Carvalho; NETO, Rosalvo Maciel Guimarães; ROCHA, Maria Fernanda Vieira; TRUGILHO, Paulo Fernando. Propriedades energéticas da madeira e do carvão vegetal de Cenostigma macrophyllum: subsídios ao uso sustentável. Pesquisa Florestal Brasileira, [S. l.], v. 38, 2018. DOI: 10.4336/2018.pfb.38e201701546. Disponível em: https://pfb.cnpf.embrapa.br/pfb/index.php/pfb/article/view/1546. Acesso em: 19 abr. 2024.

Edição

Seção

Artigos Científicos

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)

1 2 > >> 

Artigos Semelhantes

1 2 3 4 5 6 7 > >> 

Você também pode iniciar uma pesquisa avançada por similaridade para este artigo.