Finos de carvão vegetal são coprodutos da carbonização da madeira, indesejados por diminuir o rendimento gravimétrico em carvão vegetal. São produzidos devido ao processo de carbonização, durante o armazenamento e transporte do carvão vegetal. A pelletização de finos aumenta a densidade energética, produzindo um combustível homogêneo e com menor teor de umidade, possibilitando a queima em equipamentos com alta eficiência energética, além de propriedades desejáveis em produtos energéticos como alto teor de carbono fixo e baixo teor de umidade. Este estudo avaliou o efeito do teor de umidade e do tempo de secagem na produção de black pellets a partir de finos de carvão vegetal ligados com amido de arroz (Oryza sativa) nas características físico-químicas e mecânicas. Os black pellets foram produzidos utilizando duas proporções de água (10 ou 20%) e tempo de secagem de 4 ou 6 horas. Os black pellets foram avaliados quanto à análise química imediata, composição elementar, teor de umidade, tamanho, densidade aparente, poder calorífico e densidade energética. A adição de água não afetou o teor de voláteis, cinzas e carbono fixo, enquanto o tratamento com adição de 20% de água e quatro horas de secagem apresentou maior teor de umidade (3,34%). A adição de água permitiu melhor condução de calor e disposição das partículas, produzindo pellets com durabilidade superior a 98%. A melhor disposição promovida pela adição de 20% de água também aumentou a densidade dos pellets, resultando em maior densidade energética. Os black pellets podem ser considerados uma boa alternativa para aquecimento residencial, com tratamento T3 (20% de umidade - 4h de secagem) apresentando elevada densidade energética e melhor desempenho em termos de propriedades desejáveis para utilização e comercialização de acordo com a norma EN 14961-6.

Charcoal fines are co-products of the wood carbonization process, unwanted because they reduce the gravimetric yield of the main product, charcoal. It can be produced due to the carbonization process, during the storage and transport of charcoal. Pelletizing charcoal fines increases the energy density of this material, producing a homogeneous fuel with lower moisture content, enabling burning in equipment with high energy efficiency, in addition to desirable properties in energy products such as high fixed carbon content and low moisture content. This study evaluated the effect of moisture content and drying time on the production of black pellets from charcoal fines bound with rice starch (Oryza sativa) on the physicochemical and mechanical characteristics. Black pellets were produced using two proportions of water (10 or 20%) and a drying time of 4 or 6 hours. Black pellets were evaluated for their proximate analysis, elemental composition, moisture content, size, apparent density, calorific value and energy density. The addition of water did not affect the content of volatile matter, ash, and fixed carbon, while the treatment with addition of 20% water and four hours of drying showed a higher moisture content (3.34%). The addition of water allowed for better heat conduction and particle arrangement, producing pellets with a durability greater than 98%. The better arrangement promoted by the addition of 20% water also increased the density of the pellets, resulting in greater energy density. Black pellets can be considered an alternative for residential heating, with T3 treatment (20% - 4h) with a high energy density and better performance in terms of desirable properties for use and commercialization according to the standard EN 14961-6.

ABSTRACT Wood from planted forests is the main input in the charcoal production chain. However, the heterogeneity of charcoal, in terms of its physical, chemical and mechanical properties, and the low yield in production processes is among the main problems faced by industries. To select the best clones for the production of charcoal for steelmaking, the objective of this work was to evaluate the properties of wood, in addition to the yield and quality of charcoal from different genotypes of Eucalyptus and Corymbia. Five clones of Eucalyptus spp., 8 years old and one of Corymbia torelliana x Corymbia citriodora, 4 years old were studied. In the wood were determined the basic density, structural chemical composition, thermogravimetric analysis (TG/DTG), crystallinity index and higher heating value. Carbonizations were carried out in a muffle oven, with a total time of 270 minutes, starting at 150°C and ending at 450°C. The gravimetric yield, apparent density, higher heating value and proximate analysis of charcoal were determined. The wood basic density varied between 477 and 652 kg/m3, with the highest value observed for the Eucalyptus cloeziana clone. This clone also had the highest total lignin content (32.6%), the highest charcoal yield (36.3%) and charcoal with the highest apparent density (466 kg/m3). The two clones of Eucalyptus urophylla had the highest heating value for charcoal, whose mean was 7545 kcal/kg. The clone of Corymbia torelliana x Corymbia citriodora, having an apparent density greater than 500 kg/m3 at 4 years of age, stood out in terms of productivity. All evaluated clones have potential for charcoal production, however, the Eucalyptus cloeziana clone stood out positively, being the most suitable for charcoal production.

RESUMO A madeira oriunda de florestas plantadas é o insumo principal na cadeia produtiva do carvão vegetal. No entanto, a heterogeneidade do carvão vegetal, em termos de suas propriedades físicas, químicas e mecânicas e o baixo rendimento nos processos de produção, está entre os principais problemas enfrentados pelas indústrias. Visando selecionar os melhores clones para a produção de carvão vegetal para uso siderúrgico, o objetivo desse trabalho foi avaliar as propriedades da madeira, além do rendimento e qualidade do carvão vegetal provenientes de diferentes genótipos de Eucalyptus e Corymbia. Foram estudados cinco clones de Eucalyptus spp., com idade de 8 anos e um de Corymbia torelliana x Corymbia citriodora, com idade de 4 anos. Na madeira, determinou-se a densidade básica, composição química estrutural, análise termogravimética (TG/DTG), índice de cristalinidade e poder calorífico superior. Foram realizadas carbonizações em forno mufla, com tempo total de 270 minutos, iniciando em 150°C e finalizando em 450°C. Determinou-se o rendimento gravimétrico, a densidade aparente, o poder calorífico superior e a composição química imediata do carvão vegetal. A densidade básica da madeira variou entre 477 e 652 kg/m3, sendo que o maior valor foi observado para o clone de Eucalyptus cloeziana. Este clone também apresentou o maior teor de lignina total (32,6%), maior rendimento em carvão vegetal (36,3%) e carvão vegetal com maior densidade aparente (466 kg/m3). Os dois clones de Eucalyptus urophylla apresentaram maior poder calorífico superior para o carvão vegetal, cuja média foi 7545 kcal/kg. O clone de Corymbia torelliana x Corymbia citriodora, por ter densidade aparente superior a 500 kg/m3, aos 4 anos de idade, foi o destaque em termos de produtividade. Todos os clones avaliados possuem potencial para a produção de carvão vegetal, porém o clone Eucalyptus cloeziana se destacou positivamente, sendo o mais indicado para a produção de carvão vegetal.

Resumo O objetivo deste trabalho foi selecionar os materiais superiores de Eucalyptus spp. a partir de análises estatísticas univariada e multivariada. Utilizaram-se 25 materiais genéticos de Eucalyptus spp., coletados no município de Itamarandiba, Minas Gerais. Foram determinadas as propriedades da madeira e do carvão vegetal para todos os materiais genéticos, além do rendimento gravimétrico. Os dados foram submetidos ao algoritmo de agrupamento hierárquico Scott-Knott, como análise univariada. Para a realização da abordagem multivariada, utilizou-se uma combinação entre as análises de componentes principais e a análise de agrupamentos hierárquicos. Ambas as análises se mostraram eficientes na seleção de materiais genéticos para a produção de carvão vegetal. De acordo com o teste de Scott-Knott, os materiais genéticos 9 e 21 foram os mais indicados para a produção de carvão vegetal. Por meio das análises multivariadas, os mais indicados foram o 9, 10 e 21. O teste de Scott-Knott permitiu a visualização dos resultados de cada parâmetro de qualidade de forma independente, por outro lado, as ferramentas multivariadas possibilitaram a observação das relações entre as propriedades da madeira e do carvão vegetal.

Abstract The aim of this study was to select superior materials of Eucalyptus spp. using univariate and multivariate statistical analyzes. Twenty-five genetic materials from Eucalyptus spp. collected in Itamarandiba, Minas Gerais were used. The properties of wood and charcoal were determined for all genetic materials, in addition to the gravimetric yield. Data were submitted to Scott-Knott hierarchical clustering algorithm as univariate analysis. For the multivariate approach, a combination between principal component analysis and hierarchical cluster analysis was used. Both analyzes were efficient in the selection of genetic materials for charcoal production. According to the Scott-Knott test, genetic materials 9 and 21 were the most suitable to produce charcoal. By means of the multivariate analyzes the most indicated were 9, 10 and 21. The Scott-Knott test allowed the visualization of the results of each quality parameter independently. On the other hand, the multivariate tools enabled the observation of the relation between the properties of wood and charcoal.

Abstract: Pyrolysis is a promising technology for thermal conversion of lignocellulosic biomasses into a higher added value fuel. The aim of this study was to analyze the potential of four agroforestry biomasses to produce energy as a raw material or as a bio-coal. In this study, slow pyrolysis was conducted in three final temperatures to evaluate the bio-coal production of four agroforestry biomasses widely available in Brazil. The biomasses used were sugarcane bagasse (Saccharum sp.), bamboo (Dendrocalamus giganteus), straw bean (Phaseolus vulgaris) and eucalypts wood chips (Eucalyptus sp.). In the first part was presented the raw biomasses proprieties, such as lignin, carbon, hydrogen and ash contents. In the second part was showed the bio-coal proprieties, such as gravimetric and fixed carbon yields, fixed carbon and ash contents. These bio-coal results were showed as a function of final temperature of pyrolysis. The best energy indicators for bio-coal production, such as fixed carbon yield, high heating value, was observed in the bamboo and eucalypts. The bagasse and straw bean biomasses have high concentrations of ash and low lignin content when compared with the other biomasses assessed and are less suitable to produce bio-coal.