Teses e Dissertações
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Item Aproveitamento energético de resíduos agroindustriais no Distrito Federal(Faculdade de Tecnologia - Universidade de Brasília, 2007-02) Dionizio, Aline Faleiro; Vale, Ailton Teixeira doNo atual contexto energético nacional a diversificação da matriz energética e o desenvolvimento de tecnologias limpas tornam-se cada vez mais necessário para suprir a crescente demanda frente a diminuição na oferta dos combustíveis fósseis, além das explícitas vantagens ambientais diante das alarmantes mudanças climáticas em curso no planeta. Nesse sentido, resíduos de biomassa das mais variadas origens despontam-se como interessantes alternativas energéticas, no entanto o seu aproveitamento é limitado pelo pouco conhecimento sobre seu potencial energético. O presente estudo tem como objetivo avaliar o potencial energético de resíduos agroflorestais, visando à obtenção de produtos energéticos renováveis com maior valor agregado. Neste sentido os resíduos de casca de café, palha de feijão, madeira de construção civil, madeireira e sabugo de milho foram avaliados in natura, carbonizados e compactados. As características analisadas foram: umidade, densidade do granel, granulometria, análise imediata, composição química, análise elementar, poder calorífico superior e útil e a densidade energética. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas através do teste de Tukey a 5% de significância. Ao final do estudo pôde-se concluir que a casca de café in natura apresentou as melhores propriedades para uso em combustão direta. O carvão de resíduos de madeira apresentou melhores propriedades para fins energéticos e o carvão da palha de feijão apresentou características inferiores às demais biomassas analisadas. Quanto aos briquetes, a quirela de milho e de sorgo, por terem altos teores de amido, podem ser utilizadas como aglutinantes, diminuindo os custos de produção de briquetes.Item Rotas de aproveitamento tecnológico de resíduo orgânico agrícola: casca de coco, casca de cacau e casca de café - destinadas à geração de energia(Universidade Federal do Espírito Santo, 2014-03-06) Batista, Renato Rocha; Arrieche, Leonardo da SilvaA avaliabilidade de resíduos agrícolas para geração de bioenergia vem se destacar como interesse recente por parte do setor de agroenergia. Para essa finalidade, esse trabalho de dissertação realiza-se um estudo bibliográfico de caracterização de resíduos da casca do cacau, coco e café; para adequação às tecnologias de biodigestão anaeróbia, pirólise e combustão direta. Avalia-se as possibilidades de rotas tecnológicas para a transformação do potencial energético inerente à composição dos resíduos de fruta em energia elétrica. O objetivo é direcionado à síntese estrutural de processos químicos pela representação do problema por meio de árvores de estado. A partir da combinação dos elementos de estudo envolvidos: resíduos frutíferos, tecnologias de beneficiamento da biomassa e tecnologias de conversão química; são propostas as possibilidades de rotas tecnológicas para composição dos ramos das árvores de estado. A etapa de otimização estrutural é direcionada à aplicação do método heurístico em relação ao problema de síntese. Dessa forma, é selecionada a rota tecnológica mais promissora de aproveitamento energético de cada resíduo. Como resultado, a biodigestão anaeróbia em reator do tipo batelada se mostrou a rota química mais promissora para o resíduo da casca de cacau. Para o resíduo da casca de coco, a rota química adequada foi a combustão direta, realizada em caldeira de grelha fixa; e para o resíduo da casca de café, a rota de conversão termoquímica do tipo pirólise precedida de peletização se mostrou mais promissora. Como contribuição, cabe destacar a possibilidade de valoração energética de resíduos frutíferos até então considerados inúteis para o setor energético. A representação do problema pela sistemática de árvores de estado e posterior resolução pela aplicação de regras heurísticas demonstra a originalidade do trabalho proposto.Item Potencialidades para o aproveitamento de biomassa de casca de café robusta para a geração de energia(Universidade Federal do Espírito Santo, 2016-08-02) Dal-bó, Vanessa; Arrieche, Leonardo da SilvaNo Brasil, a região norte do Espírito Santo destaca-se como a principal produtora de café robusta. Durante o processamento do café, gera-se cerca de 50% de cascas, que na maioria das vezes são descartadas de forma inadequada. O objetivo deste trabalho foi estudar a otimização do aproveitamento tecnológico da casca do café robusta para a obtenção de energia, por meio dos métodos heurístico e evolutivo. A síntese estrutural para a geração de energia, por meio de árvores de estados resultou em 3780 fluxogramas plausíveis a serem analisados, para as quatro rotas tecnológicas abordadas (biodigestão anaeróbia, combustão direta, gaseificação e pirólise). Estudos experimentais com a casca do café robusta permitiram identificar algumas características fundamentais para a definição do fluxograma embrião ao processo. A análise estatística para os ensaios de caracterização das biomassas comprovou, pelo teste de Tukey a 95% de confiança, que houve diferenças significativas entre as amostras analisadas para a massa específica, teor de umidade, carbono fixo e poder calorífico superior. A caracterização do material indicou elevado potencial energético e foi útil para definir o fluxograma de recuperação energética. A análise granulométrica permitiu identificar o modelo que melhor se ajustou aos dados, sendo o RRB (Rosin, Rammler e Bennet) e GGS (Gates, Gaudin e Schumann) para a casca proveniente do processamento via seca e via úmida, respectivamente, e o diâmetro médio de Sauter foi de 2,69 mm e 1,24 mm. A cinética de secagem da casca do café foi realizada em camada fina, por meio de um secador convectivo com fluxo de ar paralelo. Foi elaborado um planejamento fatorial para o estudo do efeito da temperatura e da velocidade sobre a umidade. Foram analisados modelos semi-empíricos para determinar uma equação que melhor representasse a cinética de secagem. O modelo de Overhults apresentou melhor ajuste aos dados experimentais, comprovado pela técnica da discriminação de modelos rivais, a partir das medidas de não linearidade. O estudo de secagem foi importante para avaliar os parâmetros e foi útil para elaborar as regras heurísticas. Para a combustão, foram monitoradas, durante os ensaios, as emissões de gases poluentes, como monóxido de carbono, dióxido de carbono, dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos. Porém, mais estudos são necessários para a aplicação efetiva da combustão, visto que as emissões gasosas ultrapassaram os limites estabelecidos pelo conselho nacional do meio ambiente – CONAMA. A aplicação das regras heurísticas permitiu definir a rota de pirólise como promissora para a aplicação energética da casca do café. Pelo método evolutivo identificaram-se onze vizinhos estruturais. Este estudo pode contribuir para o desenvolvimento sustentável e promover o aperfeiçoamento de novas tecnologias para o aproveitamento de biomassa.