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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38749| Título: | Qualidade de pellets a partir de resíduos florestais |
| Título(s) alternativo(s): | Quality of pellets from forest residues |
| Autor(es): | Soares, Alessandro Moreira |
| Orientador(es): | Braghini Junior, Aldo |
| Palavras-chave: | Resíduos vegetais Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.) Biomassa florestal Energia - Fontes alternativas Recursos naturais renováveis Wood waste Recycling (Waste, etc.) Forest biomass Renewable energy sources Renewable natural resources |
| Data do documento: | 25-Ago-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | SOARES, Alessandro Moreira. Qualidade de pellets a partir de resíduos florestais. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2025. |
| Resumo: | O crescimento da demanda energética mundial ainda se apoia majoritariamente em combustíveis fósseis, cujos impactos ambientais incluem elevadas emissões de gases de efeito estufa. Nesse cenário, a biomassa surge como alternativa estratégica por ser renovável, abundante e capaz de substituir parcialmente fontes não renováveis. Entre suas rotas de conversão, a produção de pellets destaca-se pelo aproveitamento de resíduos florestais e industriais, agregando valor a subprodutos e contribuindo para e economia circular. Apesar das vantagens técnicas, econômicas e ambientais, a cadeia de pellets no Brasil ainda enfrenta desafios relacionados à escala produtiva, logística, variabilidade da matéria-prima e políticas de incentivo. Assim, investigar a qualidade e desempenho de pellets oriundos de diferentes biomassas lignocelulósicas, a fim de subsidiar a consolidação de tecnologias mais eficientes e sustentáveis no contexto da transição energética de baixo carbono. Com isto, diante da expressiva geração de subprodutos de biomassa e seu potencial energético, investigou-se se os pellets produzidos a partir da mistura de diferentes biomassas florestais apresentam características de qualidade compatíveis com os parâmetros estabelecidos pelas normas técnicas. Objetivou-se, então, avaliar a qualidade de pellets produzidos a partir da mistura de diferentes biomassas florestais, considerando os parâmetros estabelecidos pelas normas técnicas. A pesquisa foi conduzida com rigor experimental, envolvendo moagem, secagem, compactação em prensa de matriz plana e avaliação das seguintes propriedades dos pellets: umidade, densidade, durabilidade mecânica, poder calorífico, teor de cinzas, carbono fixo e voláteis, teor de lignina e granulometria. Três formulações distintas foram avaliadas: pellets 100% de Pinus spp., pellets com 90% Pinus spp. e 10% Eucalyptus dunnii, e uma mistura com 40% de Pinus spp., 40% de Eucalyptus dunnii e 20% de cascas mistas. Os resultados mostraram que as composições influenciaram significativamente propriedades como a densidade unitária, densidade a granel, teor de cinzas, carbono fixo e densidade energética. O tratamento com 100% Pinus spp. apresentou o melhor desempenho global, atendendo a todos os critérios da norma ISO 17225-2 para uso residencial, comercial e industrial. As demais formulações foram adequadas principalmente para uso industrial, com restrições quanto ao teor de cinzas e durabilidade mecânica. Todos os pellets apresentaram poder calorífico inferior superior a 16,5 MJ/kg, densidade a granel superior a 600 kg/m³, confirmando sua viabilidade energética. O estudo identificou que o teor de lignina, a granulometria e a umidade das biomassas influenciam diretamente na qualidade final dos pellets, afetando sua durabilidade e desempenho energético. A adição de cascas, embora possível, elevou o teor de cinzas, exigindo cautela para aplicações em sistemas mais sensíveis. Conclui-se que a composição da biomassa impacta diretamente a qualidade do pellet, sendo àquela com madeira de Pinus spp. na composição a mais eficiente entre as analisadas. A utilização de subprodutos florestais para a produção de pellets se mostra uma estratégia viável para diversificação da matriz energética brasileira, promovendo o reaproveitamento de subprodutos e contribuindo para a geração de energia limpa, alinhada aos objetivos de desenvolvimento sustentável e compromissos climáticos globais. |
| Abstract: | The growing global energy demand is still largely dependent on fossil fuels, whose use leads to significant environmental impacts, particularly high greenhouse gas emissions. In this context, biomass emerges as a strategic alternative due to its renewable nature, wide availability, and potential to partially replace non-renewable sources. Among the conversion routes, pellet production stands out for its ability to valorize forestry and industrial residues, adding value to by-products while contributing to circular economy strategies. Despite its technical, economic, and environmental advantages, the pellet sector in Brazil still faces challenges related to production scale, logistics, feedstock variability, and limited incentive policies. Therefore, it becomes relevant to investigate the quality and performance of pellets produced from different lignocellulosic biomasses, in order to support the development of more efficient and sustainable technologies within the framework of the low-carbon energy transition. Therefore, given the significant generation of biomass byproducts and their energy potential, we investigated whether pellets produced from a blend of different forest biomasses presented quality characteristics compatible with the parameters established by technical standards. The aim was to evaluate the quality of pellets produced from a blend of different forest biomasses, considering the parameters established by technical standards. The experimental methodology included milling, drying, compaction with a flat die press, and evaluation of parameters: moisture content, density, mechanical durability, calorific value, ash content, fixed carbon, and volatile matter, lignin content and granulometry. Three formulations were tested: 100% Pinus spp.; 90% Pinus spp. and 10% Eucalyptus dunnii; and a mixture with 40% Pinus spp., 40% Eucalyptus dunnii, and 20% mixed bark. Results showed that the compositions significantly influenced unit density, bulk density, ash content, fixed carbon, and energy density. The 100% Pinus spp. formulation exhibited the best overall performance, meeting all ISO 17225-2 standards for residential, commercial, and industrial applications. The other formulations were suitable primarily for industrial use, with some limitations related to ash content and mechanical durability. All pellets showed a lower heating value above 16.5 MJ/kg, bulk density above 600 kg/m³, confirming their energy viability. The study found that lignin content, particle size, and moisture of the biomass directly influenced pellet quality, especially in terms of durability and energy performance. Although feasible, the inclusion of bark increased ash content, requiring caution in more sensitive combustion systems. It is concluded that biomass composition directly affects pellet quality, with Pinus spp. wood in the composition being the most efficient among those tested. The use of forest residues for pellet production proves to be a viable strategy for diversifying the Brazilian energy matrix, enhancing waste valorization, and contributing to clean energy generation aligned with sustainable development goals and global climate commitments). |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38749 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção |
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