Transformação dos resíduos lignocelulósicos da cafeicultura em pellets para geração de energia térmica

Wigor Souza Faria; Thiago de Paula Protásio; Paulo Fernando Trugilho; Bárbara Luísa Corradi Pereira; Angélica de Cássia Oliveira Carneiro; Carlos Rogério Andrade; José Benedito Guimarães Junior

doi:10.25186/cs.v11i1.1050

Authors

Wigor Souza Faria Universidade Federal de Lavras/Departamento de Ciências Florestais
Thiago de Paula Protásio Universidade Federal de Goiás, Regional Jataí, Unidade Acadêmica Especial de Ciências Agrárias, Curso de Engenharia Florestal.
Paulo Fernando Trugilho Universidade Federal de Lavras, Departamento de Ciências Florestais, Setor de Ciência e Tecnologia da Madeira.
Bárbara Luísa Corradi Pereira Universidade Federal de Mato Grosso, Faculdade de Engenharia Florestal.
Angélica de Cássia Oliveira Carneiro Universidade Federal de Viçosa, Departamento de Engenharia Florestal
Carlos Rogério Andrade Universidade Federal de Goiás, Regional Jataí, Unidade Acadêmica Especial de Ciências Agrárias, Curso de Engenharia Florestal.
José Benedito Guimarães Junior Universidade Federal de Goiás, Regional Jataí, Unidade Acadêmica Especial de Ciências Agrárias, Curso de Engenharia Florestal.

DOI:

https://doi.org/10.25186/cs.v11i1.1050

Keywords:

Solid biofuel, renewable energy, biomass, heat

Abstract

Among the numerous biomass sources possible to be used for energy purposes, lignocellulosic residues of coffee plantations are highlighted. Therefore, the objective of this study was to evaluate the potential of waste processing of coffee beans in pellet production for the generation of thermal energy, and classify them regarding marketability, using Standard DIN EN 14961-6. The pellets were produced considering the following composition (based on weight): 100% coffee hulls; 100% silver skin; 50% coffee hulls and 50% silver skin; 70% coffee hulls and 30% eucalyptus sawdust and 70% silver skin and 30% eucalyptus sawdust. Fresh biomass moisture was quantified, as well as bulk density and energy densities. For the pellets, physical and energetic properties (moisture, unit density, bulk density, heating values and energy densities) were evaluated, as well as chemical properties (volatile materials, ash and fixed carbon) and mechanical properties (resistance to diametral compression, fines content and durability). Waste processing of coffee beans can be transformed into granulated solid biofuels for the generation of heat energy. Coffee hull pellets, silver skin, coffee hulls with silver film and coffee hulls with wood can be marketed and exported to the European Union, following the requirements of Standard DIN EN 14961-6.

Author Biographies

Wigor Souza Faria, Universidade Federal de Lavras/Departamento de Ciências Florestais

Engenheiro Florestal formado na UFG, Regional Jataí.

Thiago de Paula Protásio, Universidade Federal de Goiás, Regional Jataí, Unidade Acadêmica Especial de Ciências Agrárias, Curso de Engenharia Florestal.

Engenheiro Florestal e Mestre em Ciência e Tecnologia da Madeira pela Universidade Federal de Lavras. Atualmente cursa o Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira pela mesma instituição e atua como professor substituto na Universidade Federal de Goiás, Regional Jataí, curso de Engenharia Florestal. Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com ênfase em energia de biomassa vegetal incluindo, aproveitamento de resíduos lignocelulósicos, densificação de materiais lignocelulósicos residuais, tratamento térmico de biomassa vegetal, seleção de clones de eucalipto para a produção de carvão vegetal e lenha, qualidade do carvão vegetal e da madeira, análises de regressão e correlação, análise multivariada e modelagem aplicadas.

Paulo Fernando Trugilho, Universidade Federal de Lavras, Departamento de Ciências Florestais, Setor de Ciência e Tecnologia da Madeira.

Graduado em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Viçosa (1984), mestrado (1987) e doutorado (1995) em Ciência Florestal pela Universidade Federal de Viçosa e pós-doutorado em Engenharia Florestal pela Universidade Federal do Paraná (2005). Atualmente é Professor Titular da Universidade Federal de Lavras, Lavras/MG. Possui experiência na área de Ciência e Tecnologia da Madeira, Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com ênfase em Energia de Biomassa Florestal, Qualidade da Madeira, Propriedades Físicas e Químicas da Madeira, atuando especificamente nos temas relacionados à qualidade da madeira e do carvão vegetal, tensões de crescimento, amostragem da madeira e técnicas de avaliação não destrutivas.

Bárbara Luísa Corradi Pereira, Universidade Federal de Mato Grosso, Faculdade de Engenharia Florestal.

Possui graduação em Engenharia Florestal (2009), Mestrado (2012) e Doutorado (2014) em Ciência Florestal pela Universidade Federal de Viçosa. Atua como Professora Assistente da Universidade Federal de Mato Grosso, Faculdade de Engenharia Florestal, Campus Cuiabá. Atua na área de energia da biomassa florestal, anatomia da madeira e tecnologia de produtos florestais.

Angélica de Cássia Oliveira Carneiro, Universidade Federal de Viçosa, Departamento de Engenharia Florestal

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Viçosa (2000), mestrado em Ciências Florestal pela Universidade Federal de Viçosa (2002) e doutorado em Ciências Florestal pela Universidade Federal de Viçosa (2006). Atualmente é professora adjunto da Universidade Federal de Viçosa e Coordenadora do Grupo Temático de Carvão Vegetal - SIF/DEF/UFV. Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com ênfase em Tecnologia de Chapas e Adesivos e Produção de carvão vegetal, atuando principalmente nos seguintes temas: Desenvolvimento de adesivos de fontes renováveis, painéis oriundos de resíduos, Qualidade da madeira para energia, produção de pellets e briquets e desenvolvimento tecnologico da produção de carvão vegetal. Bolsista CNPq: DT - Nível 2.

Carlos Rogério Andrade, Universidade Federal de Goiás, Regional Jataí, Unidade Acadêmica Especial de Ciências Agrárias, Curso de Engenharia Florestal.

Forest Engineer from the Federal University of Lavras (2007) and a Masters in Science and Wood Technology at the same university (2009). Is effective professor of Forest Engineering at the Federal University of Goiás, Campus Jatai. Has experience in forest resources and operates primarily in the areas of Energy Forest Products, Forest Waste and Characterization of Wood and Charcoal. Is Ph.D. student in Forest Resources at University of Sao Paulo - USP / ESALQ.

José Benedito Guimarães Junior, Universidade Federal de Goiás, Regional Jataí, Unidade Acadêmica Especial de Ciências Agrárias, Curso de Engenharia Florestal.

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Lavras (2007). Concluiu o mestrado em 2008 e o doutorado em 2010, ambos em Ciência e Tecnologia da Madeira, pela Universidade Federal de Lavras. Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com ênfase em Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais. Foi professor de Tecnologia da Madeira na Universidade Federal do Piauí entre 2009 a 2012. Atualmente é professor de Produtos Florestais da Universidade Federal de Goiás.

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Transformation of lignocellulosic waste of coffee into pellets for thermal power generation