Densidade energética de briquetes de biomassa lignocelulósica e sua relação com os parâmetros de briquetagem

Frederico de Souza; Ailton Teixeira do Vale

doi:10.4336/2016.pfb.36.88.879

Authors

Frederico de Souza Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Brasília
Ailton Teixeira do Vale Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia

DOI:

https://doi.org/10.4336/2016.pfb.36.88.879

Keywords:

Bioenergy, Biomass compression Agroforestry waste

Abstract

Energy density is one of the main properties that define the quality of briquette as it summarizes chemical characteristics, moisture conditions and amount of heat of the final product in only one variable. We made six briquettes per treatment (pine, tauari, cumaru, rice husk, sugarcane bagasse and jatropha press cake) in a briquetting press Lippel LB-32 model with 40 g biomass each and 5 min of pressing. Briquetting parameters evaluated were: two temperatures (130 and 200 °C), two compacting pressures (80 to 120 kgf cm-²) and two particle sizes (thick - retained on 35 mesh sieve, thin - passing through 35 mesh sieve). The energy density was obtained by multiplying the useful heat content by bulk density. Additionally, we carried out chemical analysis. Forest residues had fixed carbon 9.0% higher and ash 2.3% lower when compared to agricultural waste. Briquettes bulk density ranged from 1.088 to 1.305 g cm-³ and energy density between 3.11 and 4.67 Gcal m-³. Cumaru briquettes were considered of better quality, presenting 1.23 g cm-³ and 4.61 Gcal m-³ respectively for bulk and energy densities. It was concluded that the effect of temperature favors briquettes quality, overcoming effects of compression pressure and particle size.

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Author Biographies

Frederico de Souza, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Brasília

http://lattes.cnpq.br/2344186588576184

Ailton Teixeira do Vale, Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia

http://lattes.cnpq.br/9046091156129405

References

Aboyade, A. O et al. Non-isothermal kinetic analysis of the devolatilization of corn cobs and sugar cane bagasse in an inert atmosphere. Thermochimica Acta, v. 517, n. 1-2, p. 81-89, 2011. DOI: 10.1016/j.tca.2011.01.035.

American Society for Testing Materials. ASTM D1762-84: standard test method for chemical analysis of wood charcoal. Philadelphia, 2007. 2 p.

American Society for Testing Materials. ASTM E711-87: standard test method for gross calorific value of refuse-derived fuel by the bomb calorimeter. Philadelphia, 2004. 8 p.

Brand, M. A. et al. Influência da pressão e material nas propriedades de briquetes de biomassa florestal. In: CONGRESSO BRASILEIRO SOBRE FLORESTAS ENERGÉTICAS, 1., 2009, Belo Horizonte. Anais... Colombo: Embrapa Florestas, 2009. (Embrapa Florestas. Documentos, 178).

Brito, J. O. Expressão da produção florestal em unidades energéticas, In: CONGRESSO FLORESTAL PANAMERICANO, 1.; CONGRESSO FLORESTAL BRASILEIRO, 7., 1993, Curitiba. Floresta para o desenvolvimento: política, ambiente, tecnologia e mercado: anais. São Paulo: SBS; [S.l.]: SBEF, 1993. p. 280-282.

Brito, J. O. & Barrichelo, L. E. G. Aspectos técnicos da utilização da madeira e carvão vegetal como combustíveis. In: SEMINÃRIO DE ABASTECIMENTO ENERGÉTICO INDUSTRIAL COM RECURSOS FLORESTAIS, 2., 1982, São Paulo. Palestras apresentadas. São Paulo: Secretaria da Indústria, Comércio, Ciência e Tecnologia, 1982. p. 101-137.

Calegari, L. et al. Características de algumas biomassas usadas na geração de energia no Sul do Brasil. Biomassa & Energia, v. 2, n. 1, p. 37-46, 2005.

Couto, L. C. & Barcellos, D. C. As relações água-madeira e sua influência nas propriedades físicas. Biomassa & Energia, v. 4, n. 2, p. 173-190, 2011.

Furtado, T. S. et al. Variáveis do processo de briquetagem e qualidade de briquetes de biomassa florestal. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 30, n. 62, p. 101-106, 2010. DOI: 10.4336/2010.pfb.30.62.101.

Gomide, R. Estequiometria industrial. 3. ed. São Paulo: Cenpro, 1984. 423 p.

Horst, D. Avaliação da produção energética a partir de ligninas contidas em biomassas. 2013. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa.

IBM. Released 2010: IBM SPSS Statistics for Windows, Version 19.0. Armonk, NY: 2010.

Jenkins, B. M. Fuel properties for biomass materials. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON APPLICATION AN MANAGEMENT OF ENERGY IN AGRICULTURE: THE ROLE

BIOMASS FUELS, 1., 1990, New Delhi. Proceedings... Ludhiana: Punjab Agricultural University, 1990. p. 21-23.

Kaliyan, N. & Morey, R. V. Factors affecting strength and durability of densified biomass products. Biomass and Bioenergy, v. 33, n. 3, p. 337-359, 2009.

Karunanithy, C. et al. Physiochemical characterization of briquettes made from different feedstocks. Biotechnology Research International, v. 2012, ID 165202, p. 1-12, 2012. DOI: 10.1155/2012/165202.

Kurniawan, A. & Ismadji, S. Potential utilization of Jatropha curcas L. press cake residue as new precursor for activated carbon preparation: Application in methylene blue removal from aqueous solution. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, v. 42, n. 5, p. 826-836, 2011. DOI: 10.1016/j.jtice.2011.03.001.

Labegalini, A. Obtenção de biochar a partir da pirólise rápida da torta de pinhão manso: uso como adsorvente e suporte. 2013. 116 f. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Instituto de Química Ambiental, Universidade Federal de Lavras, Lavras.

Macêdo, L. A. Influência da composição da biomassa no rendimento em condensáveis do processo de torrefação. 2012. 49 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) - Universidade de Brasília, Brasília, DF.

McKendry, P. Energy production from biomass (part 1): overview of biomass. Bioresource Technology, n. 83, p. 37-46, 2002. DOI: 10.1016/S0960-8524(01)00118-3.

Melo, R. R. et al. Variação radial e longitudinal da densidade básica da madeira de Pinus elliottii Engelm. com diferentes idades. Ciência da Madeira, v. 4, n. 1, p. 83-92, 2013.

Olakeji, J. T. & Enweremadu, C. C. The effects of some processing parameters on physical and densification characteristics of corncob briquettes. International Journal of Energy Engineering, n. 2, v. 1, p. 22-27, 2012.

Pinheiro, G. F. et al. Densidade energética de resíduos vegetais. Biomassa & Energia, v. 2, n. 2, p. 113-123, 2005.

Protásio, T. P. et al. Compactação de biomassa vegetal visando Ã produção de biocombustíveis sólidos. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 31, n. 68, p. 273-283, 2011. DOI: 10.4336/2011.pfb.31.68.273.

Quirino, W. F. & Brito, J. O. Características e índice de combustão de briquetes de carvão vegetal. Brasília, DF: IBAMA, Laboratório de Produtos Florestais, 1991. (Série técnica, n. 13).

Quirino, W. F. et al. Densitometria de raios x na análise da qualidade de briquetes de resíduos de madeira. Scientia Forestalis, v. 40, n. 96, p. 525-536, 2012.

Quirino, W. F. et al. Poder calorífico da madeira e de resíduos lignocelulósicos. Biomassa & Energia, v. 1, n. 2, p. 173-182, 2004.

Paula, L. E. e R. et al. Characterization of residues from plant biomass for use in energy generation. Cerne, v. 17, n. 2, p. 237-246. 2011a. DOI: 10.1590/S0104-77602011000200012.

Paula, L. E. e R. et al. Produção e avaliação de briquetes de resíduos lignocelulósicos. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 31, n. 66, p. 103-112, 2011b. DOI: 10.4336/2011.pfb.31.66.103.

Ribeiro, R. F. L. Avaliação de tortas de oleaginosas com potencial para produção de biodiesel na obtenção de materiais adsorventes para remoção de metais em meio aquoso. 2012. 159 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte.

Silva, C. V. Caracterização do bio-óleo produzido por pirólise rápida do bagaço de cana de açúcar. 2013. 90 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia.

Souza, M. M. et al. Estimativa de poder calorífico e caracterização para uso energético de resíduos da colheita e do processamento de Pinus taeda. Floresta, v. 42, n. 2, p. 325-334, 2012a. DOI: 10.5380/rf.v42i2.26593.

Souza, S. N. M. et al. Potencial de geração de bioeletricidade com casca de arroz no Brasil. Cultivando o Saber, v. 5, n. 1, p. 1-8, 2012b.

Technical Association of Pulp and Paper. Sampling and preparation wood for analysis: T 257 om - 88. Atlanta, 1996.

Vale, A. T. et al. Caracterização energética e rendimento da carbonização de resíduos de grãos de café (Coffea arabica, L) e de madeira (Cedrelinga catenaeformis, Duke). Cerne, n. 13, p. 416-420, 2007.

Vale, A. T. et al. Potencial energético da biomassa e carvão vegetal do epicarpo e da torta de pinhão manso (Jatropha curcas). Cerne, v. 17, n. 2, p. 267-273, 2011. DOI: 10.1590/S0104-77602011000200015.