Título: AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE BRIQUETES PRODUZIDOS COM BAGAÇO DE MALTE

Título alternativo: EVALUATION OF THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF BRIQUETTES PRODUCED WITH MALT BAGASSE.

Autoria de: Maria Rosa Ribeiro de Souza

Orientação de: Tiago Jose Pires de Oliveira

Coorientação de: Natália Maira Braga Oliveira

Presidente da banca: Tiago José Pires de Oliveira

Primeiro membro da banca: Natália Maira Braga Oliveira

Segundo membro da banca: Lidja Dahiane Menezes Santos Borel

Terceiro membro da banca: Rafael Farinassi Mendes

Palavras-chaves: Compactação, Biomassa, Resíduos agroindustriais, Resistência, Densidade energética

Data da defesa: 25/07/2023

Semestre letivo da defesa: 2023-1

Data da versão final: 03/08/2023

Data da publicação: 03/08/2023

Referência: Souza, M. R. R. d. AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE BRIQUETES PRODUZIDOS COM BAGAÇO DE MALTE. 2023. 55 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: Resíduos industriais, como o bagaço de malte, podem ser uma excelente alternativa energética para os combustíveis sólidos convencionais por meio de sua aplicação em processos de queima direta. A partir do processo de adensamento da biomassa, é possível garantir transporte e armazenamento adequados para esse recurso. A fim de garantir que a compactação tenha resultados satisfatórios, é necessário escolher o tamanho das partículas, a temperatura e a pressão mais adequados. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo determinar a influência desses fatores na resistência à compressão e nas densidades aparente e energética de briquetes confeccionados por bagaço de malte. A princípio, a biomassa foi caracterizada conforme sua densidade, composição imediata, elementar e estrutural a fim de se avaliar as características da matéria-prima do processo de briquetagem. Os ensaios para produção dos briquetes foram realizados nas temperaturas de 80, 90 e 100 ????C, nas pressões de 19, 29 e 39 MPa, e tamanho de partículas entre 0,1 e 0,5 mm (granulometria tipo A) e 0,5 e 1,0 mm (granulometria tipo B) conforme planejamento de experimentos simples de dois níveis e repetição no ponto central. A partir disso, determinou-se a densidade aparente (propriedade física) dos briquetes e sua resistência à compressão diametral (propriedade mecânica). Devido ao seu poder calorífico de 19,9 MJkg, o bagaço de malte mostrou ser vantajoso perante outras biomassas. E os briquetes confeccionados a partir dele apresentaram densidade energética de 24,32 GJm³, sendo cerca de três vezes maior que a da biomassa não compactada. O modelo completo encontrado nesse estudo é estatisticamente significativo, não indica falta de ajuste e tem coeficiente R² de 98,92. Com ele foi encontrado um ponto de ótimo local, em que a resistência é 1,64 MPa, onde o tamanho de partícula é menor, a temperatura é 100 ????C e a pressão de 39 MPa. Dessa forma, o aumento da pressão e temperatura favoreceram a resistência dos briquetes, enquanto o aumento no tamanho das partículas a prejudicou. De maneira geral, o bagaço de malte demonstrou ter poder de aplicação como combustível sólido e é indicado que o processo de adensamento seja realizado para aumentar a densidade energética dessa biomassa. Em especial nas condições do ponto de ótimo local, de 100 ????C, 39 MPa e com a granulometria tipo A, que, dentre os ensaios realizados, apresentou maior resistência à compressão diametral.

Abstract: Industrial waste, such as malt bagasse, can be an excellent energy alternative to conventional solid fuels through its application in direct burning processes. And, through the biomass densification process, it is possible to ensure proper transportation and storage for this resource. To guarantee satisfactory compaction results, it is necessary to choose the most suitable particle size, temperature, and pressure. Thus, this study aimed to determine the influence of these factors on the compressive strength and apparent and energy densities of briquettes made from malt bagasse, through statistical planning. Initially, the biomass was characterized in terms of its density, immediate, elemental, and structural composition to evaluate the characteristics of the raw material for the briquetting process. The tests for briquette production were carried out at temperatures of 80, 90, and 100 ????C, pressures of 19, 29, and 39 MPa, and particle sizes between 0,1-0,5 mm (particle size type A) and 0,5-1,0 mm (particle size type B), following a simple two-level experimental design with repetition at the central point. Based on this, the bulk density (a physical property) and diametrical compressive strength (a mechanical property) of the briquettes were determined. Due to its calorific value of 19,9 MJkg, malt bagasse proved to be advantageous compared to other biomasses. And the briquettes made from it exhibited an energy density of 24,32 GJm³, which is approximately three times higher than that of loose biomass. The complete model found in this study is statistically significant, shows no lack of fit, and has an R² coefficient of 98,92. An optimal local point was found, where the compressive strength is 1,64 MPa, with a smaller particle size, a temperature of 100 ????C, and a pressure of 39 MPa. Thus, increasing pressure and temperature favored the strength of the briquettes, while increasing the particle size hindered it. Overall, malt bagasse demonstrated its potential as a solid fuel, and it is recommended that the densification process be carried out to increase the energy density of this biomass. Specifically, under the conditions of the optimal local point at 100 ????C, 39 MPa, and with particle size type A, which showed the highest diametral compressive strength among the conducted tests.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_quimica/20231201910751

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Maria Rosa Ribeiro de Souza e Universidade Federal de Lavras

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