Instrumentação térmica aplicada ao processo de produção de carvão vegetal em fornos de alvenaria

Neste estudo, propôs-se avaliar a instrumentação térmica de fornos retangulares destinados à produção de carvão vegetal, denominados RAC220, com capacidade individual para produzir 30 toneladas de carvão por ciclo de carbonização. Os objetivos foram medir as temperaturas em pontos estratégicos do forno e identificar as relações entre temperatura e produção de carvão vegetal. Nesse sentido, este trabalho consistiu em instalar 22 sensores tipo PT100 por forno. Por meio de um sistema eletrônico supervisório conectado a uma rede sem fio, as temperaturas foram armazenadas e, via software com interface gráfica, visualizadas na forma de gráficos e tabelas. Ressalta-se que a concepção, desenvolvimento e montagem de todos os equipamentos eletrônicos foram de responsabilidade da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia. O sistema atualmente está em fase de testes e permite analisar e comparar os históricos de ciclos de produção, bem como realizar interferências para corrigir os ciclos de carbonização em tempo real de produção. Tais informações guiam e auxiliam o carbonizador durante todos os estágios da produção de carvão vegetal. Por meio dos resultados, verificou-se que a instrumentação térmica de fornos destinados à produção de carvão vegetal permite, entre diversos fatores, reduzir o tempo de pirólise e resfriamento e minimizar as perdas e falhas de produção, além de aumentar a eficiência térmica dos fornos.

Estudo da degradação térmica da madeira de Eucalyptus através de termogravimetria e calorimetria

O objetivo deste trabalho foi avaliar a degradação térmica da madeira de diferentes clones de Eucalyptus, por meio de análises termogravimétrica (TG/DTG) e de calorimetria exploratória diferencial (DSC), estabelecendo-se suas relações com a produção de carvão vegetal. Foram utilizados seis clones de Eucalyptus spp. aos 7,5 anos de idade, provenientes de um teste clonal pertencente a uma empresa florestal. Foram realizadas as análises TG/DTG e DSC, sob atmosfera de gás nitrogênio. As curvas TG/DTG mostraram três faixas de degradação térmica, atribuídas à secagem da madeira e à degradação de hemiceluloses e celulose. Não foi detectada faixa específica de degradação de lignina. As curvas DSC evidenciaram um pico endotérmico entre as temperaturas de 50 e 100 ºC, o que pode ser atribuído à perda de água da madeira. A liberação de calor iniciou-se em temperaturas acima de 275 ºC, para todos os clones avaliados, sendo observados dois picos exotérmicos. As análises térmicas da madeira (TG/DTG e DSC) não apresentaram variações expressivas entre os clones. Conclui-se que, através das técnicas estudadas, é possível identificar as principais fases das reações de liberação ou absorção de energia e perda de massa, que estão diretamente ligadas à qualidade do carvão vegetal.

Tensão térmica e taxa de reação em um reator para gaseificação de biomassa do tipo concorrente

A conversão da energia química da biomassa em outras formas de energia pode ser processada de diversas maneiras. Dentre essas, encontra-se a gaseificação, que utiliza reatores para conversão da biomassa em gás combustível. Para o dimensionamento de um gaseificador e seus constituintes, vários fatores devem ser levados em consideração, desde as características do combustível até as reais necessidades de energia térmica liberada. Especificamente no dimensionamento da grelha, alguns índices servem de referência, como a tensão térmica e a taxa de reação. Este trabalho teve como objetivos determinar a taxa de reação e a tensão térmica de uma grelha plana utilizada em um gaseificador bem como comparar os valores obtidos com aqueles recomendados para o dimensionamento de grelhas em fornalhas. Foi utilizado um gaseificador de biomassa de fluxo concorrente de pequena escala, ao qual foi acoplada uma câmara para combustão do gás produzido. O combustível utilizado foi toretes de eucalipto, em pedaços com diâmetro de 4 a 8 cm e comprimento de 10 a 20 cm. Conclui-se que os índices de taxa de reação e tensão térmica encontrados podem ser utilizados como parâmetros para o dimensionamento de grelhas de gaseificadores de leito fixo.

Pirólise de turfa e análise do seu carvão

No presente trabalho, estudou-se o comportamento da turfa frente a pirólise, visando averiguar os efeitos da temperatura final, da taxa de aquecimento e do tempo de permanência na temperatura final no rendimento dos produtos sólidos (carvão), voláteis condensáveis e voláteis não-condensáveis e nas características do carvão obtido. Estas características foram densidade verdadeira, densidade aparente, porosidade, poder calorífico superior e os teores de matérias voláteis, de cinzas e de carbono fixo e também a taxa de redução granlométrica. Procedeu-se a pirólose em retorta elétrica de laboratório empregando as temperaturas de 300, 400, 600, 700, 800 e 900, às taxas de aquecimento de 1, 3 e 5°C/minto e tempo de permanência na temperatura final de 30 e 90 minutos. Pelos resultados observou-se que dos fatores testados na pirólise da turfa, a temperatura proporcionou maior efeito na variação dos rendimentos gravimétricos dos produtos e características analisadas no seu carvão. No geral, a turfa classificada acima de 10mm sofreu redução nessa granulometria à níveis de 40-45% após a pirólise. Quanto maior a temperatura final de pirólise, maior foi o rendimento em voláteis, a densidade verdadeira, a densidade aparente, o poder calorífico superior, o teor de cinzas e o teor de carbono fixo, enquanto foi menor o rendimento gravimétrico e o teor de matérias voláteis do carvão-turfa. A porosidade do carvão de turfa foi o parâmetro que apresentou-se menos influenciado pelos fatores testados. O poder calorífico foi correlacionado positivamente com a produção de voláteis durante a pirólise e com o teor de carbono fixo do carvão. A obtenção da turfa é viável com possibilidades múltiplas de aplicações, dadas as diferentes características obtidas.

Estudo da influência da locação de uma edificação rural na carga térmica solar recebida pelas paredes

O presente trabalho se propõe a verificar de que modo a orientação de uma edificação rural influe na carga térmica radiante (radiação solar) interceptada pela mesma. Duas situações freqüentemente encontradas na prática são examinadas: a orientação Norte-Sul e a Leste-Oeste. Para determinar a carga térmica radiante, de importância nos problemas deventilação e refrigeração, é adotado um modelo de construção a título de exemplo, sendo que as relações aqui propostas são aplicáveis a qualquer modelo de construção desejado. Os resultados mostraram quea carga térmica radiante da exposição Leste-Oeste chega a ser 74% da carga na exposição Norte-Sul.

Algumas medidas microclimáticas, em mata da região "Bromélia-Malária", em Santa Catarina, Brasil: II - Efeito do abrigo, temperaturas extremas, amplitude térmica diária, temperatura do solo, radiação global, velocidade do vento e déficit de saturação

Em continuação a um artigo anterior (I), são apresentados os valores médios mensais das seguintes observaçõs: efeito do abrigo, temperaturas extremas, amplitude térmica diária, temperatura do solo, radiação global, velocidade do vento e déficit de saturação. O exame, dos gráficos e tabelas contidos no texto, mostra que: 1 - Enquanto em locais livremente expostos ao vento a diferença entre a temperatura lida dentro do abrigo tipo "Stevenson" e a obtida com o psicrômetro ventilado, só excepcionalmente tem significado estatístico, na mata as diferenças médias da ordem de 0,5ºC são comuns, em qualquer das horas de observação. 2 - As maiores médias das temperaturas máximas foram sempre as obtidas ao ar livre. Na mata elas são mais elevadas no vale e mais baixas no alto da elevação. 3 - As diferenças entre as temperaturas mínimas só são nítidas no inverno, quando em alguns pontos da mata elas são mais baixas e em outros mais altas do que as observadas ao ar livre. Nos meses mais frios a inversão noturna póde provocar, na mata, uma diferença médias de 3ºC para um desnível de 100 m. 4 - A não ser no vale, onde foram registrados alguns valores médios iguais aos observados aos ar livre, a amplitude térmica diária é sempre menor na mata. 5 - A evolução da curva da temperatura do solo é influenciada pela situação topográfica e pela proteção oferecida pela vegetação. 6 - A atenuação da velocidade do vento é provocada principalmente pelas copas das árvores. Abaixo dess estrato, praticamente não foi registrada variação nos valores médios da velocidade do vento. 7 - Para o estudo do estado higrométrico do ar, dentro da mata, o déficit de saturação fornece melhors informações do que a umidade relativa.

Avaliação de características dos ácidos húmicos de resíduos de origem urbana: II. métodos termodegradativos (pirólise acoplada à cromatografia gasosa / espectrometria de massa)

Este trabalho objetivou investigar as principais unidades estruturais de ácidos húmicos obtidos do composto de resíduos sólidos urbano (AH-CRSU) e lodo de estação de tratamento de esgoto (AH-LETE) por meio da pirólise acoplada à cromatografia gasosa / espectrometria de massas. Os ácidos húmicos extraídos do lodo da estação de tratamento de esgotos apresentaram maior quantidade de mono e diaril ésteres de massa mais elevada. Os n-alcanos presentes nos AH-LETE revelaram-se de cadeia mais curta do que nos AH-CRSU. Foram incorporados na estrutura dos AH fragmentos de ftalatos, provavelmente em virtude da contaminação da matéria orgânica por plásticos. Os compostos aromáticos presentes nos AH-LETE originaram-se, principalmente, de derivados do naftaleno e derivados do benzeno com substituição por cadeias alifáticas maiores do que AH-CRSU. Os compostos nitrogenados presentes mostraram-se essencialmente heteroaromáticos e os oxigenados furanos substituídos originados da degradação de carboidratos. Os compostos oxiaromáticos predominantes foram fenóis substituídos.

Características estruturais de ácidos húmicos isolados de solos com adição de resíduos orgânicos de origem urbana: composição elementar, análise de RMN 13C e Pi-CG/EM

Foram avaliadas as alterações nas características estruturais de ácidos húmicos (AH) decorrentes da adição de matéria orgânica de resíduos urbanos. Os AH foram extraídos da camada superficial (0-20 cm) de um Argissolo Vermelho-Amarelo (Seropédica, RJ) e de um Latossolo Vermelho Amarelo (Piraí, RJ), ambos tratados com o equivalente a 80 t ha-1 (em base seca) de composto de lixo urbano e lodo de estação de tratamento de esgotos. O tempo de incubação em laboratório foi de 24 semanas à temperatura ambiente e umidade mantida na capacidade de campo. Para caracterizar os AH, foram utilizadas a análise elementar, a ressonância magnética nuclear (RMN) de 13C e Pirólise acoplada à cromatografia gasosa e a espectrometria de massas (Pi-CG/EM). A análise de RMN 13C permitiu observar alterações na composição molecular dos AH de forma clara, principalmente, pelo aumento do teor de C mono e di oxigenados (δC 50-110) e pela diminuição dos teores de grupos CH2 e CH3 (δC 50-110). O aumento no teor de carboidratos evidencia a presença de estruturas mais lábeis nos AH com adição dos resíduos. Em adição, a técnica de Pi-CG/EM permitiu verificar diferenças qualitativas significativas nos compostos orgânicos, provenientes da fragmentação térmica dos AH com incorporação de novas estruturas, sobretudo da fração lipídica e de derivados de carboidratos (furanos), nas amostras de solos tratados com ambos os resíduos orgânicos. O uso em conjunto das técnicas analíticas de RMN 13C e de Pi-CG/EM foi eficiente para avaliar as mudanças na composição molecular de ácidos húmicos decorrentes da adição de resíduos orgânicos de origem urbana.

Determinação in Loco da difusividade térmica num solo da região de Caatinga (PB)

Um estudo experimental detalhado sobre transferências de calor e água no complexo solo - vegetação - atmosfera, em uma região de caatinga no semi-árido paraibano, mostrou que o comportamento termodinâmico do solo exerce papel fundamental no processo de evaporação do solo e nos fluxos de calor sensível. Este trabalho objetivou mostrar como a difusividade térmica do solo in loco foi determinada. Três métodos diferentes, embasados sobre hipóteses bem distintas, foram utilizados, e os seus resultados foram comparados. O método harmônico não se mostrou adequado para o tipo de solo encontrado. Para a camada superficial do solo (0-5 cm), o método CLTM (Corrected Laplace Transform Method) mostrou-se bem adaptado. Em todos os casos, o método NHS (método de Nassar & Horton), que considera variações verticais da difusividade térmica, apresentou uma dispersão elevada dos seus pontos, porém forneceu valores próximos dos valores estimados pelo método CLTM na camada superior e valores coerentes nas outras camadas. A umidade do solo, na profundidade média de 5 cm, foi medida por uma sonda TDR devidamente calibrada. Assim, pôde se determinar a relação entre a difusividade térmica e a umidade volumétrica para o solo estudado. Os valores muito baixos de difusividade constituem um condicionante importante do clima local.

Avaliação reológica e físico-química da gelificação térmica do surimi de jundiá

O objetivo deste trabalho foi avaliar as características reológicas e físico-químicas da gelificação térmica do surimi de jundiá (Rhamdia quelen). Utilizaram-se quatro tratamentos térmicos, três estágios duplos - pré-aquecimentos a 60ºC durante 30, 45 e 60 min, seguidos de aquecimento a 90ºC por 15 min, e um único aquecimento direto a 90ºC por 15 min - e três formulações: duas com inibidores protéicos - soroalbumina bovina + alfa2-macroglobulina e clara de ovo - e uma sem inibidores. Amostras com inibidores protéicos e aquecimento direto alcançaram melhor gelificação, pelo incremento no módulo de elasticidade e decréscimo no ângulo de fase. Os géis pré-aquecidos apresentaram grande oscilação dos parâmetros viscoelásticos, o que comprometeu a formação da rede protéica tridimensional, formada durante a gelificação térmica do surimi. A concentração de peptídeos solúveis não sofreu alteração significativa, mesmo durante os estágios duplos, o que indica a ausência de proteólise, além de mostrar a proteção pelosinibidores àmatriz protéica.

Métodos de soma térmica e datas de semeadura na determinação de filocrono de cultivares de trigo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito dos métodos de cálculo de graus-dia e de datas de semeadura na determinação do filocrono de cultivares de trigo (Triticum aestivum). Foi conduzido um experimento em campo, com 13 datas de semeadura, durante três anos (2005-2007), em Santa Maria, RS, usando-se seis cultivares de trigo: BRS Louro, CEP 52, CEP 51, BRS 177, Nova Era e BRS Tarumã. O filocrono (°C dia folha-1) foi estimado pelo inverso do coeficiente angular da regressão linear entre o estádio de Haun e a soma térmica acumulada calculada por seis métodos. O método de cálculo da soma térmica afeta as estimativas do filocrono em trigo.O uso das três temperaturas cardinais de emissão de folhas e a comparação das temperaturas cardinais com a temperatura mínima e máxima do ar melhora a precisão na simulação do desenvolvimento vegetativo dessa cultura, em comparação aos demais métodos. O filocrono varia com a cultivar de trigo e com a data de semeadura, e cultivares mais precoces (BRS Louro e CEP 51) têm menor filocrono do que cultivares tardias (Nova Era e BRS Tarumã). Em semeaduras no outono ou inverno, o filocrono é maior do que em semeaduras de primavera ou verão.

Umidade e congelamento de grãos de amaranto e sua capacidade de expansão térmica

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do teor de umidade, da temperatura de armazenamento e do momento da hidratação de grãos de amaranto (Amaranthus cruentus L. ) sobre sua capacidade de expansão térmica, bem como comparar as composições químicas de grãos crus e pipocados. Os atributos diâmetro médio ponderado, volume de expansão, densidade, rendimento, quantidade descartada e tempo de residência de grãos da variedade BRS Alegria foram avaliados de acordo com três teores de umidade (9,5, 11,5 e 13,5%), duas formas de armazenamento, temperatura ambiente de ±28ºC e congelado a -18ºC, e dois momentos de hidratação, antes e após congelamento. Utilizou-se chapa metálica aquecida a 215ºC para pipocar os grãos. Grãos congelados com umidade de 13,5% tiveram maior diâmetro médio ponderado e volume de expansão, e menor densidade e tempo de residência. A umidade de 13,5% proporcionou os maiores rendimentos e expansão dos grãos. O armazenamento a -18ºC produziu pipocas maiores e mais leves do que em condições ambientais. As pipocas apresentaram redução nos teores de proteínas e fibras insolúveis e aumento nos de lipídeos e fibras solúveis, em relação ao grão cru. O congelamento dos grãos a -18ºC e sua hidratação a 13,5% de umidade favorecem o pipocamento de grãos de amaranto, com produção de pipocas de melhor qualidade.

Influência da soma térmica e da chuva durante o desenvolvimento de laranjas-'Valência' e 'Natal' na relação entre sólidos solúveis e acidez e no índice tecnológico do suco

Este trabalho foi realizado com o objetivo de conhecer a influência que algumas variáveis meteorológicas exercem na razão entre sólidos solúveis totais e acidez total titulável ("ratio") e no índice tecnológico dos frutos da primeira florada das laranjeiras-'Natal' e 'Valência', na região de Bebedouro-SP, mediante a utilização de métodos estatísticos de regressão. Foram utilizados dados de amostragens de rotina para o processamento industrial durante 4 anos, os quais permitiram desenvolver equações de regressão linear e quadrática, com a soma térmica (graus-dia) como variável independente, e de regressão múltipla, utilizando graus-dia e chuva como variáveis independentes. A equação de melhor ajuste para o índice tecnológico foi a quadrática, enquanto para o "ratio" a equação linear apresentou o melhor ajuste. A temperatura do ar, representada por graus-dia, foi a variável que exerceu maior influência nos indicadores de qualidade dos frutos.

Épocas de indução floral e soma térmica do período do florescimento à colheita de abacaxi 'Smooth Cayenne'

Na produção do abacaxi, é importante conhecer o efeito do clima no ciclo da cultura. O objetivo do trabalho foi estudar as somas térmicas do período da indução floral à colheita de abacaxi 'Smooth Cayenne' para diferentes épocas de indução floral no Norte do Paraná e sua influência na produção e qualidade dos frutos. Os tratamentos foram indução floral artificial com ethephon, nos meses de abril, maio, junho e julho, além da testemunha, induzida naturalmente. A inflorescência surgiu aos 115,5; 107,3; 77,3 e 48,3 dias após a indução floral, respectivamente, para os tratamentos de abril, maio, junho e julho. O período entre o surgimento da inflorescência e a colheita foi de 163 dias para a indução de abril, maior do que o observado para os demais tratamentos (144 a 151 dias). O tratamento de abril proporcionou frutos menores do que o de julho, mas a acidez titulável, o teor de sólidos solúveis e o "ratio" não foram influenciados pelas épocas de aplicação do indutor. A soma térmica média do período entre o florescimento e a colheita foi de 1.090 graus-dia, sem diferenças estatísticas entre as épocas de indução floral.

Temperaturas basais e soma térmica para a figueira podada em diferentes épocas

Foram determinadas para figueiras podadas em julho, agosto, setembro e outubro, as temperaturas mínima e máxima basais, a soma térmica expressa em graus-dia e a influência da temperatura na duração do período compreendido entre a poda e o início da colheita, em Botucatu-SP, nos anos de 2002 a 2006. Os valores de temperaturas mínima e máxima basal estimados foram de 8ºC e 36 ºC, respectivamente. As épocas de poda que apresentaram melhores resultados em sazonalidade e produtividade foram, respectivamente, agosto e julho, necessitando de uma soma térmica média de 1.955 e 2.200 graus-dia.