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434 Oliveira et al. – Parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus pellita F. Muell. Propriedades do carvão vegetal Foram determinados os rendimentos em carvão, em gases não condensáveis e líquido pirolenhoso, em relação à madeira seca, pelas fórmulas: Rc = (Pc / Pm) * 100 Rl = (Pl / Pm) * 100 Rg = 100 - (Rc + Rl) Onde: Rc = rendimento em carvão (%) Rl = rendimento em líquido pirolenhoso(%) Rg = rendimento em gases não-condensáveis(%) Pc = peso do carvão Pm = peso seco dos cavacos de madeira Pl = peso do líquido pirolenhoso A composição química imediata foi determinada de acordo com a Norma ABNT NBR 8112 (ABNT, 1983), com determinação de materiais voláteis, teor de cinzas e teor de carbono fixo, em base seca. A densidade aparente do carvão foi determinada de acordo com Vital (1984) com substituição da água por mercúrio. A densidade verdadeira foi determinada de acordo com a Norma ABNT NBR 9165 (1985). A porosidade do carvão é obtida a partir dos dados das densidades aparente e verdadeira, através da fórmula: P(%)=100 - (DA*100)/100 Onde: P(%) = Porosidade em % DA = Densidade Relativa Aparente DV = Densidade Relativa Verdadeira O poder calorífico superior foi determinado por meio de um calorímetro adiabático, de acordo com a Norma ABNT NBR 8633 (1983). A madeira e o carvão vegetal foram moídos em moinho tipo Wiley e em seguida em um pulverizador para obter amostras classificadas em peneiras de 200/270 mesh. As amostras foram secas em estufa a 103 ± 2 °C por 24 horas. Em seguida foram pesadas entorno de 1 mg das amostras e levadas a um analisador elementar CHN Perkin Elmer II 2400 série CHNS /O, onde foram determinados valores para C, N, H e por diferença o valor de O. Análise estatística dos dados Utilizou-se o Delineamento Inteiramente Casualizado, com cinco repetições por tratamento (marcha de carbonização). Para verificar o efeito do tempo e da temperatura final de carboniza- Sci. For., Piracicaba, v. 38, n. 87, p. 431-439, set. 2010 ção nas propriedades e rendimento do carvão vegetal, os resultados foram submetidos à análise variância e quando verificada diferenças significativas, aplicou-se o teste Tukey, ao nível de 95% de probabilidade. Para as análises da madeira, aplicou-se a estatística descritiva para obter o desvio padrão e média geral dos dados. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tabela 2 apresenta os valores de densidade básica, teores de lignina, extrativos (solúveis em álcool/tolueno), holocelulose e poder calorífico superior da madeira. Tabela 2. Valores médios de densidade básica, composição química e poder calorífico superior da madeira de Eucalyptus pellita. Table 2. Average values of basic density, chemical composition and superior caloric power from Eucalyptus pellita wood. Densidade básica 0,558 g/cm³ Teor de lignina total* 29,50% Teor de extrativos totais 4,53% Teor de holocelulose* 65,97% Poder calorífico superior 4630 kcal/kg *Valores obtidos base madeira com extrativos A densidade básica média da madeira foi igual a 0,558 g/cm³, próxima de valores encontrados para outras espécies de eucalipto, tradicionalmente plantadas para produção de carvão vegetal. O alto teor de lignina total encontrado (29,50 %) pode ser explicado por se tratar de madeira na fase juvenil. A densidade da madeira é de grande importância na produção de carvão vegetal, uma vez que para um mesmo volume de madeira podese obter maior rendimento gravimétrico em carvão vegetal se a densidade da madeira utilizada for mais alta. (CARVÃO VEGETAL, 2003). Segundo Vital (1984) a tendência da densidade básica é aumentar com a maturidade da árvore como conseqüência do aumento da espessura da parede celular e diminuição da largura das células. O teor de lignina tende a diminuir, pois as espécies mais jovens tendem a possuir uma maior proporção de madeira juvenil que é mais rica em lignina do que a madeira madura. Os valores encontrados neste estudo estão próximos aos encontrados em outros trabalhos, a exemplo do estudo feito por Pereira et al. (2000), para a espécie de E. pellita com idade de 6 anos, no qual observou valores de densidade básica igual a 0,587 g/cm³ e de teor de lignina igual a 31,9%.
Oliveira (1988) relata que o aumento da densidade básica associado ao aumento do teor de lignina implica em maior rendimento em carvão. Isso porque segundo Petroff e Doat (1978), os extrativos e a lignina são ricos em carbono. Na Tabela 3 são apresentados os valores médios do rendimento gravimétrico em carvão (RGC), em líquido pirolenhoso (RGL) e em gases-não condensáveis (RGNC) em função das marchas de carbonização. Como pode ser observado na Tabela 3 apenas os rendimentos gravimétricos em carvão e em gases não-condensáveis foram significativamente afetados pela marcha de carbonização, ocorrendo um decréscimo no rendimento em carvão na medida em que se aumentou o tempo e a temperatura final de carbonização. Os valores dos rendimentos gravimétricos em líquido pirolenhoso não foram afetados significativamente pela marcha de carbonização. Tabela 3. Valores médios dos rendimentos gravimétricos do carvão vegetal em função da marcha de carbonização. Table 3. Average values of gravimetric yield in charcoal as a function of carbonization run. Marcha RGC (%) RGL (%) RGNC (%) 1 32,04 A 56,42 11,53 AB 2 32,11 A 58,95 8,93 B 3 31,17 B 57,54 11,28 AB 4 31,09 B 58,98 9,93 AB 5 30,13 C 58,01 11,86 A 6 30,88 B 58,09 11,03 AB RGC = rendimento gravimétrico em carvão, RGL = rendimento gravimétrico em líquido pirolenhoso, RGNC = rendimento gravimétrico em gases não-condensáveis. Valores seguidos de mesma letra na vertical não diferem entre si significativamente pelo teste de Tukey (p< 0,05). A influência da temperatura final de carbonização foi maior que a do tempo final, uma vez que as marchas de carbonização com temperaturas finais iguais: marchas 1 e 2; marchas 3 e 4 e marchas 5 e 6, apresentaram menor variação no RGC entre si. No entanto nota-se que a diferença entre as marchas 5 e 6 foi significativa, tendo a marcha 6, maior rendimento em carvão. Trugilho e Silva (2001), trabalhando com jatobá e temperaturas finais variando de 300 a 900°C, observaram um decréscimo acentuado no rendimento em carvão com o aumento da temperatura final de carbonização, e uma estabilização dos valores na medida em que as temperaturas finais eram muito elevadas (700, 800 e 900°C). Para temperaturas finais de 300, 400 e 500°C foram encontrados altos valores de rendimento em carvão para o cerne (92,94, 51,85 e 44%, respectivamente). Ainda segundo estes autores, estes valores de rendimentos elevados podem ser explicados pela degradação térmica incompleta do material, sendo esta hipótese reforçada pelos baixos valores de carbono fixo, poder calorífico superior e altos teores de materiais voláteis observados. Os valores médios dos teores de materiais voláteis, cinzas, carbono fixo e poder calorífico superior estão apresentados na Tabela 4. O teor de cinzas não foi significativamente afetado pela marcha de carbonização. Houve um decréscimo de materiais voláteis e um aumento de carbono fixo da marcha 1 a marcha 6. A marcha 1 apresentou o menor teor de carbono fixo, o que era esperado, uma vez que a mesma apresenta o menor tempo e temperatura final de carbonização. Tendo assim uma menor degradação dos constituintes da madeira fazendo com que o teor de materiais voláteis fosse alto. Normalmente, o teor de carbono fixo é inversamente proporcional ao teor de materiais voláteis. Para os carvões produzidos com madeira de E. pellita, aos 5 anos, os maiores teores de carbono fixo e consequentemente os menores teores de materiais voláteis foram obtidos para as marchas de carbonização que apresentaram menor rendimento em carvão vegetal, marchas 5 e 6. Enquanto que Vale et al. (2001) observou um aumento no teor de carbono fixo e materiais voláteis com o aumento em rendimento do carvão. Foi observado para materiais voláteis que, a exceção das marchas 1 e 2, houve maior influência da temperatura que do tempo de carbonização, dado que não houve diferenças significati- Tabela 4. Valores médios de materiais voláteis, cinzas, carbono fixo e poder calorífico superior em função da marcha de carbonização. Table 4. Average values of volatile matter, ashes, fixed carbon and caloric power as a function of carbonization run. Marcha Materiais Voláteis (%) Cinzas (%) Carbono Fixo (%) Poder Calorífico Superior (kcal/kg) 1 14,65 A 2,19 83,17 C 8258 AB 2 12,04 B 1,86 86,10 B 8309 A 3 11,02 C 2,14 86,84 AB 8339 A 4 11,15 C 2,19 86,66 B 8237 AB 5 9,99 D 2,6 87,41 AB 8172 B 6 9,71 D 2,12 88,17 A 8023 C Valores seguidos de mesma letra na vertical não diferem entre si significativamente pelo teste de Tukey (p< 0,05). Sci. For., Piracicaba, v. 38, n. 87, p. 431-439, set. 2010 435
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