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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/54710| Tipo: | TCC |
| Título: | Desenvolvimento de molde para produção de briquetes e análise de biomassas |
| Título em inglês: | Mold Development for Briquette Production and Biomass Analysis |
| Autor(es): | Nunes, João Vitor da Silveira |
| Orientador: | Rios, Maria Alexsandra de Sousa |
| Palavras-chave: | Briquete;Molde de briquetagem;Análise de elementos finitos;Resíduos agrícolas;Análise estatística |
| Data do documento: | 2019 |
| Citação: | NUNES, João Vitor da Silveira. Desenvolvimento de molde para produção de briquetes e análise de biomassas. 2019. 105 f. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019. |
| Resumo: | Há um contexto brasileiro de forte dependência energética da biomassa. Entretanto há pouca diversificação de matéria prima e o país possui vários resíduos agrícolas subaproveitados. Desse modo este trabalho buscou desenvolver um protótipo de molde para briquetagem em escala de bancada com baixo custo, para que assim viabilizasse a pesquisa de outros materiais para briquetagem, além de analisar como a pressão de compactação afeta a qualidade dos briquetes produzidos e testar algumas alternativas de resíduos agrícolas encontrados no estado do Ceará. Foram produzidos dois protótipos diferentes para carga de 10 ton. Um deles atendeu aos objetivos buscados, sendo possível fabricar em torno mecânico, com fator de segurança para carregamento estático é de 1,7811, e com um custo estimado de R$2.693,20 para o molde de aço inox SAE 304, e de R$2.032,50 para o molde em aço carbono SAE 1020 e 1045 (valores de janeiro de 2019, sem considerar os impostos sobre produtos e serviços). Em seguida foi analisado a influência da pressão de compactação no poder calorífico superior (PCS) em briquetes de cana de açúcar. Partindo-se de 12,7MPa, o PCS só variou significativamente ao chegar ao valor de 38,3MPa, variando de 15,757 até 15,962 MJ/kg (aumento de 1,3%), tendo assim pouca variação com a pressão. Em contrapartida a densidade e consequentemente a densidade energética foram bastante sensíveis a variação de pressão. Entre os mesmos intervalos de pressão a densidade variou de 148,0004 até 213,0537 g/m3 (variação de cerca de 44%), e a densidade energética variou de 2.332 até 3.401 MJ/m3 (variação de cerca de 46%). Dos resíduos agrícolas analisados, a casca de milho não foi possível de ser briquetada no molde de compactação, mesmo em mistura ao bagaço de cana. O briquete de casca de alho mesmo em mistura com o bagaço de cana, com um PCS de 13.6864 MJ/kg para apenas a casca de alho e de 14,7188 MJ/kg em mistura, não teve vantagens o bastante para justificar sua utilização em briquetes, embora poderia ser aproveitada para briquetagem em mistura com materiais de maior potencial energético. A casca de arroz foi possível de briquetar em mistura com o bagaço de cana e mostrou várias vantagens após a briquetagem, como menor teor de cinzas e maior teor de voláteis se comparado a casca de arroz in natura, apresentando PCS de 15,0444 MJ/kg. |
| Abstract: | There is a Brazilian context of strong energy dependence on biomass. However, there is little diversification of raw material and the country has several underutilized agricultural wastes. Thereby, this work aimed to develop a low-cost prototype die for briquetting at bench scale, in order to enable the research of other materials for briquetting, besides analyzing how the compression pressure affects the quality of the briquettes produced and to test some alternatives of agricultural residues found in Ceará. Two different prototypes were produced for 10 ton load. One of them met the objectives required, being possible to manufacture on a metal lathe, with safety factor for static load of 1.7811, and an estimated cost of R$2.693,20 for the SAE 304 stainless steel die, and R$2.032,50 for the die using SAE 1020 and 1045 carbon stell (prices relative to January 2019, without considering taxes on products and services). Then the influence of compaction pressure on the high calorific value (HCV) of sugarcane bagasse briquettes was analyzed. Starting from 12.7MPa, the HCV only varied significantly reaching the value of 38.3MPa, varying from 15,757 to 15,962 MJ/kg (increase of 1.3%), thus having little variation with the pressure. In contrast, the density and consequently the energy density were very sensitive to the variation of pressure. Between the same pressure ranges the density varied from 148,0004 to 213,0537 g/m3 (variation of about 44%), and the energy density varied from 2,332 to 3,401 MJ/m3 (variation of about 46%). Of the agricultural wastes analyzed, the maize straw could not be briquetted in the compaction die, even in a blend with sugarcane bagasse. The garlic skin briquette even when blended with sugarcane bagasse did not have enough advantages to justify its briquetting, presenting a HCV of 13.6864 MJ/kg for garlic skin only and 14.7188 MJ/kg in mixture, although it could be used for briquetting blended with materials of greater energy potential. The rice husk was possible to briquette in blend with the sugarcane bagasse and showed several advantages after briquetting, such as lower ash content and higher volatile matter when compared to in natura rice husk, presenting HCV of 15.0444 MJ/kg. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/54710 |
| Aparece nas coleções: | ENGENHARIA MECÂNICA - Monografias |
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