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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/32595
Tipo: | Dissertação |
Título: | Avaliação das propriedades energéticas do bagaço de cana-de-açúcar in natura e torrefado durante o armazenamento em uma usina de etanol |
Autor(es): | Souza, Rosa Helena César Freire de |
Primeiro Orientador: | Andersen, Silvia Layara Floriani |
Primeiro Coorientador: | Silva, Jean Constantino Gomes da |
Resumo: | A comercialização de energia pelo setor sucroalcooleiro está se tornando cada vez mais proeminente na matriz elétrica brasileira, e sua presença como produto na indústria cresce a cada ano. Grande parte dessa energia é gerada a partir da queima do bagaço resultante da moagem da cana-de-açúcar, e o excedente é enviado para pátios de armazenamento sem uma técnica ou planejamento adequados. Como resultado, milhões de toneladas de bagaço são degradadas no armazenamento, afetando suas características, especialmente as energéticas. Com o objetivo de evitar essa degradação e aumentar o poder calorífico do bagaço, são estudados pré-tratamentos, como a torrefação. Este trabalho tem como objetivo acompanhar e comparar as variações nas propriedades energéticas do bagaço de cana-de-açúcar in natura e torrefado ao longo do período de armazenamento. Os métodos de pesquisa envolvem caracterizações físico-químicas e térmicas das amostras de bagaço in natura e torrefado durante o armazenamento. O material e métodos pautam-se nas caracterizações físico-químicas e térmicas das amostras de bagaço in natura e torrefado durante o armazenamento. Os resultados demonstram um pátio com dimensões e temperaturas ambientes variadas, assim como, os valores cinzas, material volátil, carbono fixo e o teor de umidade, o qual foi de 15,05 a 79,90% e teve influência do tamanho das partículas da biomassa de até 43%. O poder calorífico do bagaço da esteira foi de 17,46 ± 0,19 a 19,37 ± 1,98 MJ.kg-1 bem similar ao encontrado no pátio de estocagem de 17,50 ± 0,33 a 19,62 ± 0,73 MJ.kg-1. O bagaço torrefado, por outro lado, foi trabalhado com 3 temperaturas de torrefação diferentes: 200, 250 e 300 ºC, possibilitando um aumento no poder calorífico superior de até 52,62%. Contudo, no armazenamento houve um aumento nessa umidade, além da presença de material inorgânico do pátio que baixou o poder calorífico superior em 49,56%. Nas análises termogravimétricas, as degradações térmicas da hemicelulose, celulose e lignina ficam bem evidentes principalmente nos bagaços torrefados. Na combustão as características físico-químicas tiveram influência nos picos de temperatura e degradação das biomassas, onde a atmosfera oxidativa se mostrou mais oxidante nas amostras. Dessa forma, este estudo ressalta a importância das características do bagaço in natura para o processo de estocagem, além de contribuir para a qualidade do bagaço torrefado, cuja eficácia do PCS é atenuada pela temperatura e tempo de torrefação, sofrendo também influências climáticas e do ambiente em que é armazenado. |
Abstract: | The commercialization of energy by the sugar and alcohol sector is becoming more and more prominent in the Brazilian electricity matrix, and its presence as a product in the industry grows every year. A large part of this energy is generated from the burning of bagasse resulting from sugarcane milling, and the surplus is sent to storage yards without adequate technique or planning. As a result, millions of tons of bagasse are degraded in storage, affecting its characteristics, especially energy ones. In order to avoid this degradation and increase the calorific value of the bagasse, pre-treatments such as roasting are studied. This work aims to monitor and compare the variations in the energy properties of fresh and roasted sugarcane bagasse over the storage period. The research methods involve physical-chemical and thermal characterizations of fresh and roasted bagasse samples during storage. The material and methods are based on the physical-chemical and thermal characterizations of fresh and roasted bagasse samples during storage. The results show a courtyard with different dimensions and ambient temperatures, as well as the ash values, volatile material, fixed carbon and the moisture content, which ranged from 15.05 to 79.90% and was influenced by the particle size of the biomass of up to 43%. The calorific value of the bagasse from the mat ranged from 17.46 ± 0.19 to 19.37 ± 1.98 MJ.kg-1, very similar to that found in the stockyard from 17.50 ± 0.33 to 19.62 ± 0.73 MJ.kg-1. The roasted bagasse, on the other hand, was worked with 3 different roasting temperatures: 200, 250 and 300 ºC, allowing an increase in the higher calorific value of up to 52.62%. However, in storage there was an increase in this humidity, in addition to the presence of inorganic material from the yard, which lowered the higher calorific value by 49.56%. In thermogravimetric analyses, the thermal degradation of hemicellulose, cellulose and lignin are very evident, mainly in roasted bagasse. In combustion, the physical-chemical characteristics influenced the temperature peaks and biomass degradation, where the oxidative atmosphere was more oxidizing in the samples. Thus, this study emphasizes the importance of the characteristics of bagasse in natura for the storage process, in addition to contributing to the quality of the roasted bagasse, whose effectiveness of PCS is attenuated by temperature and roasting time, also suffering climatic and environmental influences. in which it is stored. |
Palavras-chave: | Energias renováveis Bagaço de cana-de-açúcar Armazenamento Processo de torrefação Propriedades energéticas Bagasse Storage Torrefaction Energetic properties |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Engenharia de Energias Renováveis |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/32595 |
Data do documento: | 28-Jul-2023 |
Aparece nas coleções: | Centro de Energias Alternativas e Renováveis (CEAR) - Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis |
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