POTENCIAL ENERGÉTICO DOS RESÍDUOS DA CULTURA DO MILHO (Zea mays)

Em razão de o Brasil ser um grande produtor de grãos, os resíduos agrícolas destacam-se como biomassa para a produção de energia.  O presente trabalho teve como objetivo analisar o potencial energético dos resíduos da cultura do milho. Do cultivo realizado, foram coletados o sabugo, a palha, as folhas e o caule produzidos em Brasília, DF  na Fazenda Água Limpa da Universidade de Brasília. Foram determinadas a densidade básica, a densidade energética, o poder calorífico, os teores de material volátil, cinzas e carbono fixo, a massa seca por hectare e o estoque de carbono. Os resultados mostraram que os quatro tipos de resíduos da cultura do milho podem ser utilizados na geração de energia. Mas, entre eles, há uma superioridade do caule e da folha, na produção de biomassa e na fixação de carbono, produzindo juntos em torno de 70% da biomassa total. Ao se analisar o potencial energético por unidade de volume, a palha da espiga se destaca com mais que o dobro da densidade energética do caule e da folha. Dessa forma, mesmo tendo um teor de cinzas maior  que o caule e  o sabugo, a palha da espiga produz mais energia por unidade volumétrica.

Energy potential of biomass and charcoal of Jatropha curcas peel and pie

Na produção de biodiesel a partir de pinhão manso (Jatropha curcas), são gerados resíduos na forma de casca (epicarpo) e de torta. Uma das alternativas de uso desses resíduos é a produção de energia. Neste sentido, objetivou-se, com o presente trabalho, analisar o potencial energético da casca e da torta de J. curcas, caracterizando-os in natura e transformados em carvão vegetal. Foram avaliados o teor de umidade, de acordo com Vital (1997); a densidade do granel; a composição química imediata, segundo a norma ABNT NBR 8112/86 e o rendimento gravimétrico em carvão. O epicarpo apresentou teor de umidade de 18,9%, densidade do granel de 100kg/m³; teor de materiais voláteis de 72,6%, teor de carbono fixo de 13%, teor de cinza de 14,4% e poder calorífico superior de 3.641kcal/kg. Carbonizado o epicarpo produziu 38,1% de carvão vegetal, com 29% de material volátil, 45% de carbono fixo, 25% de cinza e poder calorífico superior de 3.954kcal/kg. A torta apresentou teor de umidade, em base seca, de 2,41%, densidade do granel de 601kg/m³; teor de materiais voláteis de 77,84%, teor de carbono fixo 14,21%, teor de cinza de 7,95% e poder calorífico superior de 5.122kcal/kg. Com a carbonização da torta, obteve-se 32% de carvão vegetal com 18,27% de materiais voláteis, 71,29% de carbono fixo, 10,43% de cinza e poder calorífico superior de 6.234kcal/kg. Os elevados teores de cinzas, tanto para a casca quanto para a torta, estão relacionados aos altos teores de constituintes minerais presentes nas suas respectivas estruturas anatômicas.In the production of biodiesel from Jatropha curcas, are produced residues in the peel and of pie form. One alternative use of these residues is in the energy production. The present work analyzed the energy potential of the peel and the pie of Jatropha curcas in the following conditions: in natura and charcoal, determining: the moisture content (VITAL, 1997); the ash, fixed carbon and volatile matter (ABNT NBR 8112/86); the density and the gravimetric yield. The peel presented: moisture of 18,9%; density of 100kg/m3; volatile matter of 72,6%, fixed carbon of 13% and 14,4% of ashes and heat combustion of 3.641kcal/kg. The carbonized peel produced 38.1% of charcoal, with: 29% of volatile matter, 45% of fixed carbon and 25% of ashes; and heat combustion of 3.954kcal/kg. The pie presented: moisture of 2.41%, 601kg/m3 of density; volatile matter of 77.84%, fixed carbon 14.21% and 7,95% ashes and 5.122kcal/kg of heat combustion. In the carbonization of the pie, 32% of charcoal was produced containing: 18.27% of volatile matter, 71.29% of fixed carbon, 10.43% of ashes and heat combustion of 6.234kcal/kg. The high ashe contents are related to the fertilization of the plant

The energetic potential of maize culture waste (Zea mays L.) and barbados nut epicarp (Jatropha curcas L.)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasíla, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2013.O Brasil por apresentar grandes dimensões cultiváveis, solos e condições climáticas adequadas afigura-se como um dos maiores fornecedores de matérias primas para a produção de bioenergia, ocupando o terceiro lugar. Dentre as biomassas disponíveis para este fim os resíduos agrícolas ocupam lugar de destaque, por ser o Brasil um grande produtor de grãos. Diante do exposto o presente trabalho teve como objetivo analisar o potencial energético dos resíduos da cultura do milho e do epicarpo do pinhão manso. Foram coletados o sabugo, a palha, as folhas e o caule cultivados em Brasília-DF na Fazenda Água Limpa da Universidade de Brasília do milho e o epicarpo proveniente de cinco acessos (107, 133, 169, 190 e 259) cultivados em Planaltina-DF na Embrapa Cerrados. Foram determinados a densidade básica, a densidade energética, o poder calorífico, os teores de material volátil, cinzas e carbono fixo e para os resíduos do milho a massa seca por hectare e o carbono fixado. Os resultados mostram que os quatro tipos de resíduos da cultura do milho podem ser utilizados na geração de energia. Mas dentre eles, há uma superioridade do caule e da folha, na produção de biomassa e na fixação de carbono, produzindo juntos em torno de 70% da biomassa total. No entanto quando se analisa o potencial energético por unidade de volume a palha da espiga se destaca com mais que o dobro da densidade energética do caule e da folha. Desta forma mesmo tendo um teor de cinzas maior que o caule e o sabugo a palha da espiga produz mais energia por unidade volumétrica. Comparada a cultura do pinhão manso, os resíduos da cultura do milho podem superar em 10 vezes a produção de epicarpo, no entanto a produção de energia por unidade de volume é muito semelhante aquela apresentada pelos resíduos do milho e estão na casa de 1000.000kcal/m3. O presente estudo mostra uma semelhança entre as características estudadas dos cinco acessos considerados, no entanto, pela análise pode-se observar uma superioridade do acesso 190 com maior produção de energia por unidade volumétrica, maior poder calorífico e um dos menores teores de cinzas. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACTBrazil is a country with great availability of arable areas, as well as adequate soil and weather conditions, standing out as the world’s third greatest bioenergy production raw material supplier. Once Brazil is a great crop producer, agricultural waste plays a major role among the available kinds of biomass. Considering the information above, the aim of this study is to analyze the energetic potential of maize culture waste, as well as that of the Barbados nut epicarp (jatropha curcas L.). For this purpose, corncob, husk, leaves, and stalk samples were collected from plants grown in Brasilia – DF (Brazil) at the University of Brasilia Experimental Farm (Fazenda Água Limpa – FAL). Barbados nut epicarp samples were collected from five entries (107, 133,169,190, and 259), cultivated in Planaltina – DF, at Embrapa Cerrados Farm. Analyses were carried out to determine amounts of basic density, energetic density, heating power, volatile matter percentage, ashes and fixed carbon; and for maize waste, the amount of dry mass per hectare and settled carbon were also analyzed. Results have shown that the four types of maize waste are suitable for energy generation. However, stalk and leaves have presented superior performance regarding biomass production and carbon settling, producing about 70% of the total biomass amount. Nevertheless, when energetic potential per volume unit is analyzed, ear husk stands out displaying more than twice the energetic density amount presented by stalk and leaves. Thus, even presenting an ash content bigger than those of stalk and corncob, maize husk produces more energy per volumetric unit. In comparison with Barbados nut culture, maize culture wastes can exceed in 10 times Barbados nut epicarp productive performance, though its energy production per volume unit is quite similar to that presented by maize wastes and is around 1,000,000 kcal/m3. The results of the study have shown some similarity among the five entries studied; however, it was possible to observe a superiority of entry 190, which showed higher energy production per volumetric unit, higher heating power, and one of the smallest ash contents registered