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dc.creatorCarvalho, Nayara Tamires da Silva-
dc.date.accessioned2024-03-15T13:52:23Z-
dc.date.available2024-03-15T13:52:23Z-
dc.date.issued2024-03-13-
dc.date.submitted2023-11-29-
dc.identifier.citationCARVALHO, N. T. da S. Otimização dos parâmetros do processo de tratamento hidrotérmico para obtenção de hydrochar como fonte de biocombustível sólido. 2024. 121 p. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/58993-
dc.descriptionArquivo retido, a pedido da autora, até março de 2025.-
dc.description.abstractThe initiative to use renewable energy sources has been promoted throughout the world, certified under the Zero Carbon policy. Therefore, there is growing interest in the development of alternative sources for the production of renewable energy, such as biomass. In this context, hydrothermal carbonization (HTC) is a promising conversion method to valorize biomass constituents. Thus, the main objective of the study was to verify the performance of Eucalyptus grandis sawdust in the production of hydrochar through HTC in simplified reactors, improving the effects of production parameters to maximize solid and energy yields. The HTC process was carried out in laboratory stainless steel reactors, where the biomass was inserted together with different solutions in a ratio of 1:10 (solid/liquid). Thus, HTC was conducted at all possible temperatures between temperatures of 150, 170, 190 and 220 °C, occurrence times of 30, 60 and 90 minutes and water solutions and concentrations of 0.1 and 0.2 mol L -1 sulfuric acid (H 2 SO 4 ). The different hydrochars produced were thoroughly evaluated, through immediate chemical, elementary and structural analyses, as well as investigations into combustion behavior and potential emissions. The optimization of process conditions was carried out using response surface methodology (RSM). This thesis was divided into two papers. The first presents the potential of the methodology used and investigates the properties of hydrochars in three different experiments, in which the concentration of H 2 SO 4 was introduced in each of them, in an occurrence time of 60 minutes and at the four temperatures mentioned above. The second investigated the influence of the three scientific variations (temperature, time and H 2 SO 4 solutions) on the characteristics of the hydrochar, in addition to proposing and validating the optimized treatment based on solid and energy yields. In general, the results indicated a reduction in solid yield from 90.72 to 43.21 %, as the temperature increased and H 2 SO 4 was added. Hydrochar produced at high temperature (190 °C) was responsible for the largest share in the increase in higher calorific value (PCS), 33 %, in relation to the PCS of raw biomass. The surface struture of the hydrochars was modified and presented abundant carbon microspheres, especially at the highest concentration of H 2 SO 4 . The optimized treatment conditions were: temperature of 185 °C, occurrence time of 30 minutes and 0.038 mol L -1 of H 2 SO 4 . These results highlight the effectiveness of the simplified methodology and reactor system, emphasizing the crucial roles of H 2 SO 4 and temperature in defining the characteristics and performance of hydrochars.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsrestrictAccesspt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectBioenergiapt_BR
dc.subjectCatalisadorpt_BR
dc.subjectHidrotratamento térmicopt_BR
dc.subjectOtimizaçãopt_BR
dc.subjectResíduos florestaispt_BR
dc.subjectBioenergypt_BR
dc.subjectCatalystpt_BR
dc.subjectForestry wastept_BR
dc.subjectHydrothermal treatmentpt_BR
dc.subjectOptimizationpt_BR
dc.titleOtimização dos parâmetros do processo de tratamento hidrotérmico para obtenção de hydrochar como fonte de biocombustível sólidopt_BR
dc.title.alternativeOptimization of parameters of the hydrothermal treatment process to obtain hydrochar as a source of solid biofuelpt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia da Madeirapt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Bianchi, Maria Lúcia-
dc.contributor.advisor-co1Trugilho, Paulo Fernando-
dc.contributor.referee1Bianchi, Maria Lúcia-
dc.contributor.referee2Trugilho, Paulo Fernando-
dc.contributor.referee3Silveira, Edgar Amaral-
dc.contributor.referee4Protásio, Thiago de Paula-
dc.contributor.referee5Mendoza Martinez, Clara Lisseth-
dc.description.resumoA iniciativa de se utilizar fontes renováveis de energia tem sido estimulada em todo o mundo, alinhada à política de Carbono Zero. Por isso, há interesse crescente no desenvolvimento de fontes alternativas para a produção de energia renovável, como a biomassa. Neste contexto, a carbonização hidrotérmica (HTC) é um método de conversão promissor para valorizar os constituintes da biomassa. Assim, o objetivo principal do estudo foi verificar o desempenho da serragem de Eucalyptus grandis na produção de hydrochar por meio da HTC em reatores simplificados, visando otimizar os efeitos dos parâmetros de produção para maximizar os rendimentos sólido e energético. O processo de HTC foi realizado em reatores de aço inox laboratorial, onde a biomassa foi inserida juntamente com diferentes soluções em proporção de 1:10 (sólido/líquido). Assim, foram conduzidas a HTC de todas as combinações possíveis entre temperaturas de 150, 170, 190 e 220 °C, tempos de reação de 30, 60 e 90 minutos e soluções de água e concentrações de 0,1 e 0,2 mol L -1 de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ). Os diferentes hydrochars produzidos foram caracterizados minuciosamente, por meio de análises químicas imediata, elementar e estrutural, além de investigações sobre o comportamento de combustão e emissões potenciais. A otimização das condições do processo foi realizada por meio da metodologia de superfície de respostas (RSM). A presente tese foi dividida em dois capítulos. O primeiro apresenta o potencial da metodologia utilizada e investiga as propriedades dos hydrochars em três experimentos distintos, em que a concentração de H 2 SO 4 foi fixada em cada um deles, em tempo de reação de 60 minutos e nas quatro temperaturas supracitadas. O segundo investigou a influência das três variáveis estudadas (temperatura, tempo e soluções de H 2 SO 4 ) nas características do hydrochar, além de propor e validar o tratamento otimizado com base nos rendimentos sólido e energético. De modo geral, os resultados indicaram redução do rendimento sólido de 90,72 para 43,21%, conforme houve aumento da temperatura e adição de H 2 SO 4 . O hydrochar produzido em temperatura intermediária (190 °C) foi responsável pela maior parcela no incremento do poder calorífico superior (PCS), 33%, em relação ao PCS da biomassa bruta. A estrutura da superfície dos hydrochars foi modificada e apresentou microesferas de carbono abundantes, principalmente na maior concentração de H 2 SO 4 . As condições de tratamento otimizado foram: temperatura de 185 °C, tempo de reação de 30 minutos e 0,038 mol L -1 de H 2 SO 4 . Esses resultados evidenciam a eficácia da metodologia simplificada e do sistema de reatores, enfatizando os papéis cruciais do H 2 SO 4 e da temperatura na definição das características e do desempenho dos hydrochars.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Ciências Florestaispt_BR
dc.subject.cnpqEnergia de Biomassa Florestalpt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3044757880483090pt_BR
Aparece nas coleções:Ciência e Tecnologia da Madeira - Doutorado (Teses)

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