Avaliação energética e otimização da produção de briquetes a partir do resíduo da madeira da poda e da cama de ave

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Marreiro, Hívila Maria Pontes
• Orientador(a): Peruchi, Rogério Santana
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis
• Departamento: Engenharia de Energias Renováveis
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Resíduos sólidos - Biocombustível; Biomassas residuais - Briquetagem; Briquetes; PCS - Poder Calorifico Superior; Solid waste - Biofuel; Residual biomass - Briquetagem; Briquettes; HHV
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
• Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26174

A biomassa em sua forma natural possui características precárias como baixa densidade, elevado teor de umidade e baixa densidade energéticas. No entanto, por meio de rotas de conversão física, termoquímica ou bioquímica é possível realizar seu aproveitamento como fonte de energia. O presente trabalho fez uso da conversão física de densificação de duas biomassas residuais, sendo elas a madeira da poda urbana da espécie Nim (Azadirachta indica) e a cama de aviário. O processo utilizado foi a briquetagem, que consiste na uniformização e aglomeração das partículas de biomassa transformando-as em um combustível sólido, cujas características devem seguir um padrão de qualidade determinado por normas internacionais. As principais características dos briquetes são elevadas densidade e resistência a compressão, baixo teor de umidade (TU), elevado Poder Calorifico Superior (PCS) e densidade energética. Tais características permitem que o biocombustível seja facilmente transportado, manuseado e armazenado, além de garantir uma combustão mais eficiente e uniforme. Diante disso, foram produzidos briquetes seguindo a metodologia da pesquisa experimental. Primeiro realizou-se uma revisão sistemática da literatura (RSL) para verificar as publicações já existente na área. Por meio dessa revisão identificou-se que 95% das publicações utilizam a granulometria como variável de processo, 73% utilizam pressão de compressão, 68% o teor de umidade inicial e 59 % utilizam o tempo de compactação. Esses resultados ajudaram na decisão das variáveis de controle e de respostas a serem avaliadas na condução dos experimentos de acordo metodologia de superfície de resposta (RSM). As variáveis de saída foram modeladas empiricamente e validados estatisticamente pela ANOVA, R²adj, normalidade dos resíduos, observações influentes e Lack-of-Fit. As variáveis de controle selecionadas foram a carga de compressão da biomassa, o tempo de compactação, proporção de cama de aviário e madeira da poda a compor os briquetes e granulometria. Já as variáveis de saída foram a densidade do briquete, teor de umidade TU e PCS. Após a obtenção dos modelos matemáticos validados, realizou-se uma otimização multiobjetivo para maximizar simultaneamente a densidade e PCS e minimizar o TU. Para isso foi aplicado o Método do Critério Global Normalizado (MCGN), utilizando o Gradiente Reduzido Generalizado (GRG). Experimentalmente foram obtidos PCS de 24,18MJ/kg, densidade de 1252,02kg/m³ e TU de 9,05%. Tais resultados comprovam o potencial físico e energético da madeira da poda e da cama de aviário como biocombustível.