Visualização da dinâmica de liberação de voláteis durante o tratamento térmico de materiais lignocelulósicos

Abstract

A matriz energética mundial é composta principalmente por energias não renováveis, como por exemplo, queima de combustíveis fósseis que trouxeram danos irreversíveis ao planeta. Uma alternativa energética bastante utilizada para conversão energética é a biomassa, que necessita de tratamentos térmicos para aumento de sua densidade energética devido propriedades intrínsecas. Um destes tratamentos térmicos é a torrefação, que consiste em aquecer a madeira em um intervalo de temperatura e durante este tratamento são liberados voláteis que causam problemas como entupimento e corrosão, por exemplo. Uma vez que não há um estudo no mundo caracterizando o escoamento destes voláteis durante a torrefação da biomassa o presente trabalho visa desenvolver uma bancada experimental e metodologia para analisar o escoamento dos voláteis durante a torrefação da madeira. Para isso necessitou-se de uma técnica não intrusiva pois o escoamento é bastante sensível. A técnica utilizada foi a velocimetria por imagem de partícula (PIV). Para isso foram confeccionados dois corpos de prova de geometria cilíndrica com diferentes teores de umidade e submetidos a condição de secagem (130°C). Para o aquecimento foi utilizado uma resistência cartucho com termopar embutido e um controlador de temperatura, já para a visualização do escoamento utilizou-se uma câmera FLIR o software SpinView e para processamento das imagens para gerar o campo de velocidades o PIVlab. Durante os trinta minutos de tratamento da biomassa tirou-se cem fotos do escoamento a cada cinco minutos e uma do campo de temperatura, em seguida fez se pós processamento de dados das imagens e geração do campo de velocidade. Os resultados obtidos (campo de velo cidades) mostraram que a bancada experimental funciona e consegue gerar bons dados qualitativos mostrando um escoamento de convecção natural com uma pluma ascendente.