Investigação das propriedades físico-químicas, térmicas e energéticas de biomassa de tucumã torrefadas

dc.contributor.advisor1Souza, Luiz Kleber Carvalho de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4621581382951807eng
dc.contributor.referee2Couceiro, Paulo Rogério da Costa
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0117665735282078eng
dc.contributor.referee3Paula, Marcos Marques da Silva
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/9465127865782783eng
dc.creatorLima, Victória Maria Ribeiro
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2063274452703878eng
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8244-3718eng
dc.date.issued2025-02-21
dc.description.abstractThe increasing demand for renewable energy sources and the need to manage agricultural waste have driven research on the torrefaction of tucuma endocarp (seed kernel), an abundant residue in the Amazon, as a means of sustainable energy production. The endocarp, a lignocellulosic residue from tucuma, presents challenges due to its high moisture content and low resistance to biodegradation, limiting its direct use as a biofuel. This study explored torrefaction as a pretreatment to enhance the properties of tucumã endocarp for energy applications, such as moisture reduction and increased energy density. The biomass was characterized, revealing lignin (56.49%), holocellulose (51.78%), and extractives (0.66%) contents. Torrefaction was conducted at different temperatures (210, 240, 270, and 310°C) for 30 minutes, and the samples were analyzed using thermogravimetric techniques (TG/DTG) and infrared spectroscopy (FTIR). The results demonstrated that torrefaction reduced moisture content, increased fixed carbon content, and enhanced the biomass's higher heating value (HHV). A torrefaction temperature of 240°C was considered optimal, yielding a mass retention of 79% and an energy yield of 81.50%. TG/DTG analysis revealed hemicellulose decomposition at lower temperatures and greater thermal stability of lignin. FTIR analysis confirmed the reduction of oxygen-containing functional groups and cellulose depolymerization at higher temperatures. Additionally, the pyrolysis kinetics of torrefied and non-torrefied samples were studied using the Flynn-Wall-Ozawa (FWO) and Vyazovkin (VYZ) models. Biomass torrefied at 240°C exhibited higher usable internal energy, indicating its potential as a renewable energy source. This study concludes that torrefaction is an effective method to improve the properties of tucuma endocarp, making it a promising bioenergy source that contributes to energy sustainability and the valorization of agricultural residues in the Amazon.eng
dc.description.resumoA crescente demanda por fontes de energia renováveis e a necessidade de lidar com os resíduos agrícolas estimularam a pesquisa da torrefação do endocarpo do tucumã (caroço), um resíduo abundante na Amazônia, como forma de produção de energia sustentável. O endocarpo, resíduo lignocelulósico do tucumã, apresenta desafios devido à alta umidade e baixa resistência à biodegradação, limitando seu uso direto como biocombustível. Este estudo explorou a torrefação como um pré-tratamento para melhorar as propriedades do endocarpo do tucumã para fins energéticos como a redução da umidade e o aumento da densidade energética. A biomassa foi caracterizada, revelando teores de lignina (56,49%), holocelulose (51,78%) e extrativos (0,66%). A torrefação foi realizada em diferentes temperaturas (210, 240, 270 e 310°C) por 30 minutos, e as amostras foram analisadas por técnicas termogravimétricas (TG/DTG) e espectroscopia no infravermelho (FTIR). Os resultados demonstraram que a torrefação reduziu a umidade, aumentou o teor de carbono fixo e elevou o poder calorífico superior (PCS) da biomassa. A temperatura de torrefação de 240°C foi considerada ideal, resultando em um rendimento em massa de 79% e um rendimento energético de 81,50%. A análise de TG/DTG revelou a decomposição da hemicelulose em temperaturas mais baixas e a maior estabilidade térmica da lignina. A análise de FTIR confirmou a redução dos grupos funcionais contendo oxigênio e a despolimerização da celulose em temperaturas mais altas. Além disso, a cinética da pirólise da amostra torrefada e não-torrefada foi estudada utilizando-se os modelos de Flynn-Wall-Ozawa (FWO) e Vyazovkin (VYZ). A biomassa torrefada a 240°C apresentou maior energia interna utilizável, indicando seu potencial como fonte de energia renovável. Este estudo conclui que a torrefação é um método eficaz para melhorar as propriedades do endocarpo do tucumã, tornando-o uma fonte promissora de bioenergia, contribuindo para a sustentabilidade energética e a valorização de resíduos agrícolas na Amazônia.eng
dc.description.sponsorshipFAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonaseng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationLIMA, Victória Maria Ribeiro. Investigação das propriedades físico-químicas, térmicas e energéticas de biomassa de tucumã torrefadas. 2025. 64 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2025.eng
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/10850
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal do Amazonaseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentInstituto de Ciências Exataseng
dc.publisher.initialsUFAMeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Químicaeng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subjectBiomassapor
dc.subjectEndocarpo do tucumãpor
dc.subjectTorrefaçãopor
dc.subjectPirólisepor
dc.subjectCinéticapor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRAeng
dc.subject.otherEnergia - Fontes alternativaspor
dc.subject.otherAgricultura e energia - Amazôniapor
dc.subject.otherRecursos naturais renováveispor
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br/retrieve/83742/DISS_VictoriaLima_PPGQ.pdf.jpg*
dc.titleInvestigação das propriedades físico-químicas, térmicas e energéticas de biomassa de tucumã torrefadaseng
dc.typeDissertaçãoeng

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