Quality of charcoal produced from coffee wood for bioenergy use

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 - Departamento de Ciências Florestais
  • Paulo Fernando Trugilho Universidade Federal de Lavras - Departamento de Ciências Florestais
  • Isabel Cristina Nogueira Alves de Melo Universidade Federal de Lavras - Departamento de Ciências Florestais

DOI:

https://doi.org/10.25186/cs.v10i2.881

Keywords:

Biomass, biofuel, Coffea arabica L., characterization

Abstract

The objective of this study was to evaluate the quality of charcoal from Coffea arabica L., for bioenergy purposes, using three existing cultivation systems in the South of Minas Gerais (natural agroforestry, organic and conventional) and two cultivars (Mundo Novo and Catuaí). Univariate and multivariate statistical techniques were used, besides the identification of mineral components for the selection and evaluation of the quality from coffee charcoal. The following properties were quantified in charcoal: apparent relative density, actual relative density, immediate chemical composition (volatiles, ash and fixed carbon), fixed carbon stock, energy densities, porosity, heating values; besides carbonization yields. The charcoal of the cultivar Catuaí, with organic and conventional systems, stood out for steel and energy use, mainly by the higher values of apparent relative density, energy densities, fixed carbon stock and yields in charcoal and in fixed carbon. The effect of cultivar on apparent relative density was responsible for the formation of a similar group between the wood charcoal from organic and conventional systems for cultivar Catuaí. Coffee charcoal from the conventional system showed the best K/Ca ratio. It is therefore best suited to be used as fuel in boilers, gasifiers and other energy conversion systems.

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 e atua como Professor Substituto na Universidade Federal de Goiás, Regional Jataí, no 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 e qualidade do carvão vegetal e da madeira.

Sebastião Carlos da Silva Rosado, Universidade Federal de Lavras - Departamento de Ciências Florestais

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 - Departamento de Ciências Florestais

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.

Isabel Cristina Nogueira Alves de Melo, Universidade Federal de Lavras - Departamento de Ciências Florestais

Engenheira Florestal, formada na Universidade Federal de Lavras. Mestre em Ciências Florestais pela Universidade Federal de Viçosa na área de Tecnologia em Celulose e Papel. Doutora em Ciência e Tecnologia da Madeira pela Universidade Federal de Lavras, área de concentração Energia da Biomassa Florestal. Atuou como professora substituta no curso de Engenharia Florestal da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro onde lecionou as disciplinas: Anatomia da Madeira, Tecnologia da Madeira e Gerenciamento da Qualidade na Indústria Madeireira.

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Published

2015-05-31

How to Cite

LEITE, E. R. DA S.; PROTÁSIO, T. DE P.; ROSADO, S. C. DA S.; TRUGILHO, P. F.; DE MELO, I. C. N. A. Quality of charcoal produced from coffee wood for bioenergy use. Coffee Science - ISSN 1984-3909, v. 10, n. 2, p. 251 - 261, 31 May 2015.

Issue

Vol. 10 No. 2 (2015)

Section

Articles

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