Correlação entre a composição química da madeira e o aumento do poder calorífico através do tratamento térmico

Autores

DOI:

https://doi.org/10.29352/mill0222e.39992

Palavras-chave:

tratamento térmico; composição química; poder calorífico

Resumo

Introdução: A maior importância da biomassa reside no seu poder calorífico superior, quando considerada para produção de energia. O poder calorífico é significativamente afetado pelas alterações na composição química da madeira que ocorrem durante o tratamento térmico.

Objetivo: Compreender a influência do tratamento térmico no poder calorífico dos constituintes químicos de duas madeiras de folhosas: Sapelli e Castanheiro e duas madeiras de resinosas: pinheiro silvestre e pinheiro siberiano.

Métodos: O poder calorífico foi determinado por um calorímetro Parr – modelo 6400. O teor de extrativos foi determinado por extração sucessiva de Soxhlet utilizando cerca de 3 g de cada amostra e 150 ml de diclorometano, etanol e água como solventes. O teor de extrativos foi determinado de acordo com o método TAPPI 204, e a lenhina insolúvel pelo método Klason Tappi T 222 om-02. Para a determinação da holocelulose foi utilizado o método do clorito ácido.

Resultados: O poder calorífico das madeiras não tratadas variou entre 18,98 MJ/kg para o castanheiro e 20,35 MJ/kg para o pinheiro siberiano. O tratamento térmico resultou num aumento do poder calorífico para a maioria das amostras de madeira em estudo.

Conclusão: O aumento do poder calorífico observado durante o tratamento térmico em madeiras de folhosas e resinosas deve-se principalmente ao aumento do teor de lignina, embora os extrativos de diclorometano também desempenhem um papel importante.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Referências

Acar, S., Ayanoglu, A., Demirbas, A. (2012). Determination of higher heating values (HHVs) of biomass fuels. Energy Education Science and Technology Part A: Energy Science and Research, 28(2), 749-758. https://izlik.org/JA26LF58RJ

Chandler, C., Cheney, P., Thomas, P., Trabaud, L., Williams, D. (1983). Fire in Forestry: Forest Fire Behaviour and Effects, (Vol. 1) John Wiley and Sons: New York, USA.

Demirbas, A. (2001). Relationships between lignin contents and heating values of biomass. Energy Conversion Management, 42, 183–188. https://doi.org/10.1016/S0196-8904(00)00050-9

Demirbas, A. (2017). Higher heating values of lignin types from wood and non-wood lignocellulosic biomasses. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental. Effects, 39, 592–598. https://doi.org/10.1080/15567036.2016.1248798

Domingos, I., Ayata, U., Ferreira, J., Cruz-Lopes, L., Sen, A., Sahin, S., Esteves, B. (2020). Calorific power improvement of wood by heat treatment and its relation to chemical composition. Energies, 13(20), 5322. https://doi.org/10.3390/en13205322

Domingos, I., Ferreira, J., Lopes, L.P.C., Esteves, B. (2016). Increase of calorific value of two important feedstocks by mild torrefaction. In Proceedings of the 11th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems (pp. 540-541). Portugal.

Esteves, B., Sen, U., Pereira, H. (2023). Influence of chemical composition on heating Value of Biomass: A Review and Bibliometric Analysis. Energies, 16(10) 4226. https://doi.org/10.3390/en16104226

Esteves, B., Graça, J., & Pereira, H. (2008). Extractive composition and summative chemical analysis of thermally treated eucalypt wood. Holzforschung, 62, 344–351. https://doi.org/10.1515/HF.2008.057

García, R., Pizarro, C., Lavín, A.G., Bueno, J.L. (2012). Characterization of Spanish biomass wastes for energy use. Bioresource Technology, 103(1), 249–258. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.10.004

Goldberg, R.N., Schliesser, J., Mittal, A., Decker, S.R., Santos, A.F.L.O.M., Freitas, V.L.S. Urbas, A., Lang, B.E., Heiss, C., Ribeiro da Silva, M.D.M.C., Woodfield, B.F., Katahira, R., Wang, W., & Johnson, D.K. (2015). A thermodynamic investigation of the cellulose allomorphs: Cellulose(Am), Cellulose Iβ(Cr), Cellulose II(Cr), and Cellulose III(Cr). Journal of Chemical Thermodynamics, 81, 184–226. https://doi.org/10.1016/j.jct.2014.09.006

Harker, A.P., Sandels, A., Burley, J. (1982). Calorific values for wood and bark and a bibliography for fuelwood. Tropical Products Institute: London, UK.

Howard, E.T. (1973). Heat of combustion of various southern pine materials. Wood Science, 5(3), 194–197. https://shre.ink/7z3r

Ioelovich, M.J. (2018). Study of thermal energy of alternative solid fuels. Appllied Chemistry andBiotechnol, 8 (4), 117–124. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2018-8-4-117-124

Kumar, M., Gupta R.C., & Sharma, T. (1992). Effect of carbonization conditions on the yield and chemical composition of Acacia and Eucalyptus wood chars. Biomass Bioenergy, 3(6), 411-417. https://doi.org/10.1016/0961-9534(92)90037-Q

Menon, V., Rao, M. (2012) Trends in bioconversion of lignocelluloses: Biofuel, platform chemicals & biorefinery concept. Progress in Energy and Combustion Science, 38, 522-550. http://dx.doi.org/10.1016/j.pecs.2012.02.002

Moya, R., Tenorio, C. (2013). Fuelwood characteristics and its relation with extractives and chemical properties of ten fast-growth species in Costa Rica. Biomass Bioenergy, 56, 14–21. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2013.04.013

Ngangyo-Heya, M., Foroughbahchk-Pournavab, R., Carrillo-Parra, A., Rutiaga-Quiñones, J. G., Zelinski, V., & Pintor-Ibarra, L. F. (2016). Calorific value and chemical composition of five semi-arid Mexican tree species. Forests, 7(3), 58. https://doi.org/10.3390/f7030058

PHYLLIS-a database for biomass and waste. (2002). Netherlands Energy Research Foundation ECN. http://www.ecn.nl/phyllis

Ruiz-Aquino, F., Ruiz-Ángel, S., Feria-Reyes, R., Santiago-García, W., Suárez-Mota, M. E., Rutiaga-Quinones, J. G. (2019). Wood chemical composition of five tree species from Oaxaca, Mexico. BioResources, 14(4), 9826-9839. https://doi.org/10.15376/biores.14.4.9826-9839

Senelwa, K., & Sims, R.E.H. (1999). Fuel Characteristics of Short Rotation Forest Biomass. Biomass Bioenergy, 17, 127-140. https://doi.org/10.1016/S0961-9534(99)00035-5

TAPPI. (2002) Acid-insoluble lignin in wood and pulp (T 222 om-02). Atlanta, GA, USA.

TAPPI. (2007). Solvent extractives of wood and pulp (T 204 cm-07). Atlanta, GA, USA.

TAPPI. (2010). Alpha-cellulose in paper (T 429 cm-10). Atlanta, GA, USA.

Telmo, C., & Lousada, J. (2011). The explained variation by lignin and extractive contents on higher heating value of wood. Biomass Bioenergy, 35, 1663-1667. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2010.12.038

Tjeerdsma, B. F., Boonstra, M., Pizzi, A., Tekely, P., & Militz, H. (1998). Characterisation of thermally modified wood: Molecular reasons for wood performance improvement. Holz als Roh-und Werkstoff, 56, 149-153. https://doi.org/10.1007/s001070050287

White, R.H. (2007). Effect of lignin content and extractives on the higher heating value of wood. Wood Fiber Science, 19, 446-452. https://shre.ink/7zhg

Wise, L., Murphy, M., & D’Addieco, A. (1946). Chlorite holocellulose, its fractionation and bearing on summative wood analysis and on studies on the hemicelluloses. Paper Trade Journal, 122(2), 35–42. https://shre.ink/7zhs

Downloads

Publicado

2026-06-03

Como Citar

Domingos, I., Ferreira, M., Ferreira, J., Dulyanska, Y., Ayata, Ü, & Esteves, B. (2026). Correlação entre a composição química da madeira e o aumento do poder calorífico através do tratamento térmico. Millenium - Journal of Education, Technologies, and Health, 2(22e), e39992. https://doi.org/10.29352/mill0222e.39992

Edição

Secção

Engenharias, tecnologia, gestão e turismo