Scientia Forestalis, volume 46, n. 117
p.65-75, março de 2018
DOI: dx.doi.org/10.18671/scifor.v46n117.06

Pyrolysis and wood by-products of species from the Brazilian semi-arid region

Pirólise e subprodutos da madeira de espécies do semiárido brasileiro

Ananias Francisco Dias Júnior1
Carlos Rogério Andrade2
Thiago de Paula Protásio3
Isabel Cristina Nogueira Alves de Melo4
José Otávio Brito5
Paulo Fernando Trugilho6

1Adjunt Professor of the Department of Forest Engineering. UFES - Universidade Federal do Espírito Santo / CCAE - Center for Agricultural Sciences and Engineering. Av. Governador Lindemberg, 316 – 29550000 - Jerônimo Monteiro, ES, Brazil.
2Professor of the Department of Forest Engineering. UFG - Universidade Federal de Goiás. Jatai Campus - Rod. BR 364, Km 192, 3800 - P.O. Box: 03 - 75801615 - Jataí, GO, Brazil.
3Associate Professor of the Department of Forest Engineering. UFRA - Universidade Federal Rural da Amazônia. Parauapebas Campus - P.O. Box: 3017 - Cidade Nova - 68515000 - Parauapebas, PA, Brazil.
4Phd in Wood Science and Technology. UFLA - Universidade Federal de Lavras. P.O. Box: 3037 - 37200000 - Lavras, MG, Brazil.
5Senior Professor of the Department of Forest Sciences. USP - Universidade de São Paulo, Luiz de Queiroz College of Agriculture, Department of Forest Sciences. Avenida Pádua Dias, 11 – P.O. Box: 09 - 13418-900 - Piracicaba, SP, Brazil.
6Full Professor of the Department of Forest Sciences. UFLA - Universidade Federal de Lavras. P.O. Box: 3037 - 37200000 - Lavras, MG, Brazil.

Received on 10/24/2016 - Accepted on 08/09/2017

Resumo

Este estudo teve por objetivo analisar a madeira de dez espécies endêmicas da região do semiárido brasileiro, sobretudo quando submetida à pirólise e caracterização do extrato pirolenhoso. Na madeira foram analisados os teores de extrativos totais, lignina e cinzas, poder calorífico e a composição química elementar (C, H, O, N, S). Amostras foram submetidas ao processo de pirólise flash sob uma temperatura de 500 °C com um tempo de permanência de 5 minutos. Os rendimentos em carvão vegetal, líquido pirolenhoso e gases não condensáveis foram determinados. Os extratos de líquidos pirolenhosos foram analisados por meio de cromatografia a gás (GC/MS) com o intuito de detecção de compostos orgânicos. A madeira das espécies Mimosa tenuiflora e Poincianella pyramidalis mostraram-se as mais indicadas para uso de biomassa para energia e para a produção de carvão vegetal em função dos seus elevados teores de lignina, rendimentos em carvão e líquido pirolenhoso. Detectou-se nos extratos pirolenhosos compostos oxigenados, como ácidos carboxílicos, ésteres, éteres e cetonas, além de fenóis, guaiacóis e derivados fenólicos.
Palavras-chave: energia da biomassa; líquido pirolenhoso; cromatografia gasosa.

Abstract

The objective of this study was to analyze wood from ten species, endemic of the Brazilian semi-arid region, especially when subjected to pyrolysis and characterization of pyroligneous extract. In the wood, the total extractive, lignin and ash contents, the calorific value, and the elementary chemical composition (C, H, O, N, S) were analyzed. Samples were subjected to the flash pyrolysis process at a temperature of 500 °C with a residence time of 5 minutes. The yields of charcoal, pyroligneous liquid, and non-condensing gases were determined. Pyroligneous liquid extracts were analyzed through gas chromatography (GC/MS) with the objective of detecting organic compounds. The wood of the Mimosa tenuiflora and Poincianella pyramidalis species was the most suitable for using biomass for energy purposes and to produce charcoal due to its high lignin content, charcoal yields and pyroligneous liquid. Oxygenated compounds, such as carboxylic acids, esters, ethers and ketones, as well as phenols, guaiacols and phenolic derivates were detected in the pyroligneous extracts.
Keywords: biomass energy; pyroligneous liquid; gas chromatography.





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