• Energy Research

A falta de um destino correto para o descarte dos residuos de coco verde e seu potencial como biomassa estimula sua utilizacao para fins energeticos. Este trabalho teve como objetivo investigar o potencial energetico da casca de coco verde (Cocos nucifera L.) para producao de carvao vegetal atraves de estudo pirolitico. Para a obtencao do carvao vegetal, as amostras foram submetidas a pirolise, nas temperaturas de 300 °C (CP300), 350 °C (CP350), 400 °C (CP400), 450 °C (CP450) e 500 °C (CP500). A casca de coco e os carvoes produzidos foram caracterizados mediante: analise imediata, poder calorifico superior (PCS) e analise termogravimetrica (TG). Para os carvoes vegetais produzidos, foram tambem determinados seus rendimentos gravimetricos, energeticos e em carbono fixo. Observou-se que, com o aumento da temperatura de pirolise, houve a diminuicao do teor de volateis (CP300=37,95% e CP500=14,94%) e, consequentemente, aumento do carbono fixo (CP300=56,42% e CP500=79,39%) e PCS (CP300=28,84 MJ/kg e CP500=29,59 MJ/kg). O aumento da temperatura tambem provocou a diminuicao do rendimento gravimetrico (CP300=48,05% e CP500=33,29%) e energetico (CP300=66,50% e CP500=52,76%) e um aumento na estabilidade termica. Pode-se concluir que o carvao vegetal da casca de coco verde e uma alternativa para o reaproveitamento energetico desse residuo e tem condicoes para ser utilizado como carvao vegetal comercial.

A falta de um destino correto para o descarte dos residuos de coco verde e seu potencial como biomassa estimula sua utilizacao para fins energeticos. Este trabalho teve como objetivo investigar o potencial energetico da casca de coco verde (Cocos nucifera L.) para producao de carvao vegetal atraves de estudo pirolitico. Para a obtencao do carvao vegetal, as amostras foram submetidas a pirolise, nas temperaturas de 300 °C (CP300), 350 °C (CP350), 400 °C (CP400), 450 °C (CP450) e 500 °C (CP500). A casca de coco e os carvoes produzidos foram caracterizados mediante: analise imediata, poder calorifico superior (PCS) e analise termogravimetrica (TG). Para os carvoes vegetais produzidos, foram tambem determinados seus rendimentos gravimetricos, energeticos e em carbono fixo. Observou-se que, com o aumento da temperatura de pirolise, houve a diminuicao do teor de volateis (CP300=37,95% e CP500=14,94%) e, consequentemente, aumento do carbono fixo (CP300=56,42% e CP500=79,39%) e PCS (CP300=28,84 MJ/kg e CP500=29,59 MJ/kg). O aumento da temperatura tambem provocou a diminuicao do rendimento gravimetrico (CP300=48,05% e CP500=33,29%) e energetico (CP300=66,50% e CP500=52,76%) e um aumento na estabilidade termica. Pode-se concluir que o carvao vegetal da casca de coco verde e uma alternativa para o reaproveitamento energetico desse residuo e tem condicoes para ser utilizado como carvao vegetal comercial.

Cette étude visait à étudier la densification sans liant de la biomasse pour la production d'un biocarburant solide durable en mélangeant le rhizome de manioc, la bagasse de canne à sucre et la paille de canne à sucre. Six traitements différents ont été appliqués avec des pourcentages spécifiques de ces trois matières premières de biomasse pour la densification dans une presse à l'échelle du laboratoire avec un chauffage de 120 °C. Trois traitements de mélange et trois traitements 100% matière (sans mélange) ont été analysés. Les briquettes obtenues ont été examinées via divers tests, y compris l'analyse proximale, la dilatation volumétrique, le test de compression et l'indice d'énergie pour évaluer les propriétés mécaniques et énergétiques. Les résultats ont indiqué que les mélanges conviennent à la production de briquettes et que le traitement B2 était le meilleur mélange pour la production de briquettes. Cette étude a suggéré que la densification sans liant de la biomasse peut être réalisée avec le mélange de rhizome de manioc, de bagasse de canne à sucre et de paille de canne à sucre, ce qui soutiendra le développement de biocarburants solides qualifiés sans le coût des liants. Este estudio tuvo como objetivo investigar la densificación sin aglutinante de la biomasa para la producción de un biocombustible sólido duradero mediante la mezcla de rizoma de yuca, bagazo de caña de azúcar y paja de caña de azúcar. Se aplicaron seis tratamientos diferentes con porcentajes específicos de estas tres materias primas de biomasa para la densificación en una prensa a escala de laboratorio con calentamiento de 120 °C. Se analizaron tres tratamientos de mezcla y tres tratamientos de material al 100% (sin mezcla). Las briquetas obtenidas se examinaron a través de varias pruebas que incluyen análisis próximo, expansión volumétrica, prueba de compresión e índice de energía para evaluar las propiedades mecánicas y energéticas. Los resultados indicaron que las mezclas son adecuadas para la producción de briquetas y el tratamiento B2 fue la mejor mezcla para la producción de briquetas. Este estudio sugirió que la densificación sin aglutinante de la biomasa se puede lograr con la mezcla de rizoma de yuca, bagazo de caña de azúcar y paja de caña de azúcar, lo que apoyará el desarrollo de biocombustibles sólidos calificados sin el costo de los aglutinantes. This study aimed at investigating the binderless densification of biomass for the production of a durable solid biofuel by mixing cassava rhizome, sugarcane bagasse, and sugarcane straw. Six different treatments were applied with specific percentages of these three biomass feedstocks for the densification in a lab-scale press with heating of 120 °C. Three blend treatments and three 100% material treatments (without mix) were analyzed. Achieved briquettes were examined via various tests including proximate analysis, volumetric expansion, compression test, and energy index to assess the mechanical and energetic properties. Results indicated that the mixtures are suitable for the production of briquettes and treatment B2 was the best blend for briquette production. This study suggested that binderless densification of biomass can be achieved with the mixing of cassava rhizome, sugarcane bagasse, and sugarcane straw, which will support the development of qualified solid biofuels without the cost of binders. هدفت هذه الدراسة إلى التحقيق في التكثيف غير الموثق للكتلة الحيوية لإنتاج وقود حيوي صلب متين عن طريق خلط جذور المنيهوت وتفل قصب السكر وقش قصب السكر. تم تطبيق ستة معالجات مختلفة بنسب مئوية محددة من هذه المواد الأولية الثلاثة للكتلة الحيوية للتكثيف في مكبس على نطاق المختبر مع تسخين 120 درجة مئوية. تم تحليل ثلاثة معالجات للمزيج وثلاثة معالجات للمواد بنسبة 100 ٪ (بدون مزيج). تم فحص القوالب المحققة من خلال اختبارات مختلفة بما في ذلك التحليل التقريبي والتوسع الحجمي واختبار الضغط ومؤشر الطاقة لتقييم الخصائص الميكانيكية والحيوية. أشارت النتائج إلى أن المخاليط مناسبة لإنتاج قوالب الفحم والمعالجة B2 كانت أفضل مزيج لإنتاج قوالب الفحم. اقترحت هذه الدراسة أنه يمكن تحقيق التكثيف غير الموثق للكتلة الحيوية من خلال خلط جذمور الكسافا وقصب قصب السكر وقش قصب السكر، مما سيدعم تطوير الوقود الحيوي الصلب المؤهل دون تكلفة المواد الرابطة.

Cette étude visait à étudier la densification sans liant de la biomasse pour la production d'un biocarburant solide durable en mélangeant le rhizome de manioc, la bagasse de canne à sucre et la paille de canne à sucre. Six traitements différents ont été appliqués avec des pourcentages spécifiques de ces trois matières premières de biomasse pour la densification dans une presse à l'échelle du laboratoire avec un chauffage de 120 °C. Trois traitements de mélange et trois traitements 100% matière (sans mélange) ont été analysés. Les briquettes obtenues ont été examinées via divers tests, y compris l'analyse proximale, la dilatation volumétrique, le test de compression et l'indice d'énergie pour évaluer les propriétés mécaniques et énergétiques. Les résultats ont indiqué que les mélanges conviennent à la production de briquettes et que le traitement B2 était le meilleur mélange pour la production de briquettes. Cette étude a suggéré que la densification sans liant de la biomasse peut être réalisée avec le mélange de rhizome de manioc, de bagasse de canne à sucre et de paille de canne à sucre, ce qui soutiendra le développement de biocarburants solides qualifiés sans le coût des liants. Este estudio tuvo como objetivo investigar la densificación sin aglutinante de la biomasa para la producción de un biocombustible sólido duradero mediante la mezcla de rizoma de yuca, bagazo de caña de azúcar y paja de caña de azúcar. Se aplicaron seis tratamientos diferentes con porcentajes específicos de estas tres materias primas de biomasa para la densificación en una prensa a escala de laboratorio con calentamiento de 120 °C. Se analizaron tres tratamientos de mezcla y tres tratamientos de material al 100% (sin mezcla). Las briquetas obtenidas se examinaron a través de varias pruebas que incluyen análisis próximo, expansión volumétrica, prueba de compresión e índice de energía para evaluar las propiedades mecánicas y energéticas. Los resultados indicaron que las mezclas son adecuadas para la producción de briquetas y el tratamiento B2 fue la mejor mezcla para la producción de briquetas. Este estudio sugirió que la densificación sin aglutinante de la biomasa se puede lograr con la mezcla de rizoma de yuca, bagazo de caña de azúcar y paja de caña de azúcar, lo que apoyará el desarrollo de biocombustibles sólidos calificados sin el costo de los aglutinantes. This study aimed at investigating the binderless densification of biomass for the production of a durable solid biofuel by mixing cassava rhizome, sugarcane bagasse, and sugarcane straw. Six different treatments were applied with specific percentages of these three biomass feedstocks for the densification in a lab-scale press with heating of 120 °C. Three blend treatments and three 100% material treatments (without mix) were analyzed. Achieved briquettes were examined via various tests including proximate analysis, volumetric expansion, compression test, and energy index to assess the mechanical and energetic properties. Results indicated that the mixtures are suitable for the production of briquettes and treatment B2 was the best blend for briquette production. This study suggested that binderless densification of biomass can be achieved with the mixing of cassava rhizome, sugarcane bagasse, and sugarcane straw, which will support the development of qualified solid biofuels without the cost of binders. هدفت هذه الدراسة إلى التحقيق في التكثيف غير الموثق للكتلة الحيوية لإنتاج وقود حيوي صلب متين عن طريق خلط جذور المنيهوت وتفل قصب السكر وقش قصب السكر. تم تطبيق ستة معالجات مختلفة بنسب مئوية محددة من هذه المواد الأولية الثلاثة للكتلة الحيوية للتكثيف في مكبس على نطاق المختبر مع تسخين 120 درجة مئوية. تم تحليل ثلاثة معالجات للمزيج وثلاثة معالجات للمواد بنسبة 100 ٪ (بدون مزيج). تم فحص القوالب المحققة من خلال اختبارات مختلفة بما في ذلك التحليل التقريبي والتوسع الحجمي واختبار الضغط ومؤشر الطاقة لتقييم الخصائص الميكانيكية والحيوية. أشارت النتائج إلى أن المخاليط مناسبة لإنتاج قوالب الفحم والمعالجة B2 كانت أفضل مزيج لإنتاج قوالب الفحم. اقترحت هذه الدراسة أنه يمكن تحقيق التكثيف غير الموثق للكتلة الحيوية من خلال خلط جذمور الكسافا وقصب قصب السكر وقش قصب السكر، مما سيدعم تطوير الوقود الحيوي الصلب المؤهل دون تكلفة المواد الرابطة.

O objetivo deste trabalho foi realizar um modelo exergoeconomico da gaseificacao de sabugo de milho com vapor de agua como agente gaseificante acoplado a um motor de combustao interna para gerar energia eletrica. Inicialmente, a caracterizacao fisico-quimica das amostras foi realizada mediante analise imediata, elementar e poder calorifico superior (PCS). Os resultados da caraterizacao foram 65.23% para material volateis, 16.54% para carbono fixo e 13.53 MJ/kg de PCS. Realizando uma simulacao inicialmente no software Aspen HYSYS, obtendo-se um gas com poder calorifico de 12.41 MJ/kg. Posteriormente, determinou-se um custo exergoeconomico de geracao de 0.040 USD/kWh para um sistema de 10,1 MW, sendo calculada uma taxa interna de retorno (TIR) de 65,75% para um periodo de 20 anos. Finalmente, foi realizada uma otimizacao do sistema de integracao energetica utilizando a metodologia da superficie de resposta (RSM) no software Statgraphics, obtendo um potencial de geracao de 10,55 MW, um custo de geracao de 0.037 USD/kWh e uma eficiencia exergetica de 45,8% com a qual foi obtida uma TIR de 68,71%. Alem disso, foi determinado o impacto do tamanho da planta no custo de geracao e na TIR, determinou-se que o tamanho do equilibrio foi de 770 kW obtido com um fluxo massico de entrada de 360 kg/h. Os custos determinados sao do tipo III e, portanto, tem uma incerteza de 15%.

O objetivo deste trabalho foi realizar um modelo exergoeconomico da gaseificacao de sabugo de milho com vapor de agua como agente gaseificante acoplado a um motor de combustao interna para gerar energia eletrica. Inicialmente, a caracterizacao fisico-quimica das amostras foi realizada mediante analise imediata, elementar e poder calorifico superior (PCS). Os resultados da caraterizacao foram 65.23% para material volateis, 16.54% para carbono fixo e 13.53 MJ/kg de PCS. Realizando uma simulacao inicialmente no software Aspen HYSYS, obtendo-se um gas com poder calorifico de 12.41 MJ/kg. Posteriormente, determinou-se um custo exergoeconomico de geracao de 0.040 USD/kWh para um sistema de 10,1 MW, sendo calculada uma taxa interna de retorno (TIR) de 65,75% para um periodo de 20 anos. Finalmente, foi realizada uma otimizacao do sistema de integracao energetica utilizando a metodologia da superficie de resposta (RSM) no software Statgraphics, obtendo um potencial de geracao de 10,55 MW, um custo de geracao de 0.037 USD/kWh e uma eficiencia exergetica de 45,8% com a qual foi obtida uma TIR de 68,71%. Alem disso, foi determinado o impacto do tamanho da planta no custo de geracao e na TIR, determinou-se que o tamanho do equilibrio foi de 770 kW obtido com um fluxo massico de entrada de 360 kg/h. Os custos determinados sao do tipo III e, portanto, tem uma incerteza de 15%.

Charcoal has a large share in the Brazilian market. The production is carried out by pyrolysis of biomass at different temperatures, between 300 and 500 °C. In this study, the corn cob pyrolysis was investigated using thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Samples after pyrolysis were compared with raw biomass to evaluate changes in fuel characteristics. In DTG curves a reduction in the number of degradation peaks in the carbonized material was observed. The FTIR spectra allowed to identify the aromatic ring of the lignin in the charcoals structure, indicating the presence of this compound even in charcoals produced with a temperature of 500 °C. It can be concluded that the temperature of 400 °C was enough to completely degrade the hemicellulose and cellulose of the biomass, resulting the final product (charcoal) less reactive or thermally more resistant than the in natura corn cob.

Charcoal has a large share in the Brazilian market. The production is carried out by pyrolysis of biomass at different temperatures, between 300 and 500 °C. In this study, the corn cob pyrolysis was investigated using thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Samples after pyrolysis were compared with raw biomass to evaluate changes in fuel characteristics. In DTG curves a reduction in the number of degradation peaks in the carbonized material was observed. The FTIR spectra allowed to identify the aromatic ring of the lignin in the charcoals structure, indicating the presence of this compound even in charcoals produced with a temperature of 500 °C. It can be concluded that the temperature of 400 °C was enough to completely degrade the hemicellulose and cellulose of the biomass, resulting the final product (charcoal) less reactive or thermally more resistant than the in natura corn cob.