Torrefação de biomassa residual proveniente da extração de óleo essencial de candeia

Orientadora : Profª Dra. Graciela Bolzon de Muñiiz

Coorientadora : Profª Dra. Gilmara de Oliveira Machado

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor Palotina, Programa de Pós-Graduação em Bioenergia. Defesa: Curitiba, 03/09/2015

Inclui referências : f. 50-53

Área de concentração : Biocombustíveis

Resumo: A biomassa residual, proveniente do processo de extração de óleo essencial de Candeia (Eremanthus erythropappus (DC.) Macleish), foi submetida à modificação térmica de torrefação, para avaliar seu potencial energético como combustível em sistemas de combustão completa. A torrefação ocorre entre temperaturas de 200 à 300ºC com presença parcial de oxigênio, resultando em um combustível sólido com características intermediárias entre a lenha e o carvão vegetal. Os resíduos resultantes do processo de extração do óleo de candeia foram tratados termicamente em seis temperaturas (200ºC, 220ºC, 240ºC, 260ºC, 280ºC e 300ºC) e em três tempos (0,5 h, 1,0 h e 1,5 h). O processo de torrefação mostrou-se eficiente, uma vez que a biomassa particulada de Candeia respondeu de forma satisfatória ao tratamento, as amostras submetidas a temperaturas próximas ao patamar final de estudo, aliado a duração de 1,0h e 1,5h apresentaram menor higroscopicidade, evidenciada por um menor teor de umidade de equilíbrio (redução de 62% em relação à testemunha) bem como maiores teores de carbono fixo (28%) e menores teores de voláteis (25%). O tratamento térmico também influenciou no incremento do teor de carbono (20%) e redução no teor de enxofre (86%), seguido pela redução nas concentrações de hidrogênio (12%) e oxigênio (25%); como conseqüência, houve acréscimo na emissão de CO2 (21%) e redução na emissão de SO2 (86%). Como fator mais importante, verificou-se que o poder calorífico útil, no teor de umidade de equilíbrio, teve um aumento de 15% com o aumento da temperatura e tempo de torrefação. Desta forma, conclui-se que a torrefação aumenta o potencial energético do resíduo tornando-o mais adequado para aplicações como combustível em sistemas térmicos. Palavras-Chave: Eremanthus erythropappus; modificação térmica; poder calorífico; resíduo florestal.

Abstract: The extraction process of the essential oil from Candeia?s tree (Eremanthus erythropappus (DC.) Macleish) produced a biomass residue that was subjected to thermal modification named torrefaction. Torrefaction of Candeia?s residue was realized to determine the effect of temperature (200, 220, 240, 260, 280 and 300°C) and time (30, 60 and 90 min) on its energetic properties to use as a fuel for complete combustion systems. We found that the gravimetric yield of torrefied biomass decreased from 83,75 % to 58,12%. The heat treatment at higher temperature and time produced the less hygroscopic sample as evidenced by an equilibrium moisture content of 62% lower than fresh biomass residue (control sample). The heat treatment also increased the carbon content (20%) and reduced sulfur content (86%) followed by additional reduction in hydrogen (12%) and oxygen concentration (25%); as a consequence, there was an increase in CO2 (21%) and reduction in SO2 emissions (86%). Furthermore, torrefaction produced samples of higher fixed carbon and lower levels of volatile content, reaching a maximum increase of 28% and decrease of 25%, respectively. As the most important, the net calorific value of terrified biomass residue is about 15% higher than control. The increase of fixed carbon, carbon content together with the reduction of both equilibrium moisture and volatiles content show that this thermal treatment increases the energy content of candeia?s torrified residue that becomes a better option as biofuel. Key-words: Eremanthus erythropappus; thermal modification; calorific value; forest residue.