Technological study of wood from Coffea arabica L. aiming for its complete combustion and pyrolysis

Authors

  • Edson Rubens da Silva Leite Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas Gerais, Câmpus Machado
  • Thiago de Paula Protásio Universidade Federal de Lavras/Departamento de Ciências Florestais
  • Sebastião Carlos da Silva Rosado Universidade Federal de Lavras (DCF)
  • Paulo Fernando Trugilho Universidade Federal de Lavras (DCF)
  • Alfredo Napoli Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le dével, CIRAD, França

DOI:

https://doi.org/10.25186/cs.v10i2.800

Keywords:

Bioenergy, firewood, coffee wood, coffee planting residues

Abstract

The objective of this study was to evaluate the quality of the wood from Coffea arabica L. in different cultivars and cultivation systems, aiming for the production of charcoal and its complete combustion. Wood from three cultivation systems (natural, conventional and organic) and two cultivars (Mundo Novo and Catuaí) was used, totaling six treatments. Chemical compositions (molecular and immediate), basic density, carbon stock, heating values (higher and lower) and energy densities of the woods analyzed were evaluated. Furthermore, an energy dispersive X-ray spectroscopy was performed, as well as the thermogravimetric analysis of the wood. Wood residues from the species Coffea arabica L. presented technological properties that demonstrate its viability as an energy source, especially for cultivar Catuaí, which showed higher basic density, carbon stock and energy densities. The woods from the conventional system (cultivars Mundo Novo and Catuaí) are more suitable for complete combustion in boilers or furnaces, due to the K2O/CaO ratio. By thermogravimetric analysis, it can be stated that woods from the organic system (cultivars Mundo Novo and Catuaí) and the natural system (cultivar Mundo Novo) tend to present a higher yield in charcoal, if carbonized at low temperatures.

Author Biographies

Edson Rubens da Silva Leite, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas Gerais, Câmpus Machado

Possui graduação em Ciências Contábeis pela Faculdade de Administração e Finança de Machado (1983), graduação em Matemática pela Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Varginha (1985), mestrado em ADMINISTRAÇÃO - CAMPANHA NACIONAL DE ESCOLAS DA COMUNIDADE (2002). Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira pela Universidade Federal de Lavras (2013). Professor de Educação Básica, Técnico e Tecnológico do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas Gerais, Câmpus Machado. Atua na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, (CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA MADEIRA) , com ênfase em energia de biomassa florestal

Thiago de Paula Protásio, Universidade Federal de Lavras/Departamento de Ciências Florestais

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. 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.

 

Sebastião Carlos da Silva Rosado, Universidade Federal de Lavras (DCF)

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Viçosa (1979), mestrado em Ciências Florestais pela Universidade Federal de Viçosa (1982) e doutorado em Ciências Florestais - Université Laval - Canadá (1993). Atualmente é professor associado da Universidade Federal de Lavras. Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com ênfase em Genética e Melhoramento Florestal, atuando principalmente nos seguintes temas: Eucalyptus, silvicultura, hibridação e clonagem

Paulo Fernando Trugilho, Universidade Federal de Lavras (DCF)

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 associado IV 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

Alfredo Napoli, Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le dével, CIRAD, França

Possui graduação em ciências dos materiais - Universite de Toulon Et Du Var (1993), mestrado em Sistemas energeticos - do processo ao produto - Institut National de Sciences Appliquees de Toulouse (1994) e doutorado em Sistemas Energéticos - Ecole des Mines d'Albi-Carmaux (1998). Atualmente é pesquisador visitante de processo térmico da Universidade Federal de Lavras. Tem experiência na área de Engenharia de Produção, com ênfase em Engenharia de Produção

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Published

2015-05-30

How to Cite

DA SILVA LEITE, E. R.; PROTÁSIO, T. DE P.; DA SILVA ROSADO, S. C.; TRUGILHO, P. F.; NAPOLI, A. Technological study of wood from Coffea arabica L. aiming for its complete combustion and pyrolysis. Coffee Science - ISSN 1984-3909, v. 10, n. 2, p. 158 - 168, 30 May 2015.

Issue

Vol. 10 No. 2 (2015)

Section

Articles

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