Eucalyptus charcoal: pyrolysis parameters effects upon wood and its chemical compounds and quality prediction with NIR spectroscopy

Com a realização do presente estudo procurou-se investigar a influência das características químicas da madeira e os parâmetros de processo na produção do carvão vegetal para siderurgia, bem como propor uma técnica para a predição da qualidade do carvão em escala industrial. Para isso, três estudos interdependentes foram conduzidos no departamento do Cirad-Persyst, em Montpellier/França. Foram realizadas análises termogravimétricas pressurizadas, objetivando conhecer a influência dos parâmetros de pirólise (temperatura: 50°-650°C; pressão: 0,1, 0,5, e 1 MPa e taxa de aquecimento: 5°, 10° e 20°C.min-1) sobre o comportamento térmico da madeira de Eucalyptus e seus componentes químicos (celulose, xilana e lignina). Também foi feita a carbonização da madeira de uma população de 168 híbridos de Eucalyptus urophylla x E. grandis, com 5 anos de idade, cujas características químicas eram conhecidas, como teores de extrativos, lignina Klason, siringil, guaiacil e razão sirigil/guaiacil. A temperatura máxima de carbonização foi de 400°C. O carvão produzido foi submetido à varredura espectral na região do infravermelho próximo (NIR), utilizando-se um espectrômetro Bruker Vector 22/N. Após a obtenção dos espectros, as amostras de carvão foram submetidas à análise química imediata pela norma NBR 8112, quando foram determinados os teores de materiais voláteis (TMV), cinzas (TCZ) e carbono fixo (TCF). As propriedades do carvão produzido foram correlacionadas àquelas da madeira e utilizadas para a calibração dos modelos PLS com os espectros NIR. De acordo com os resultados termogravimétricos, a lignina apresentou a maior contribuição na formação do carvão, seguida da xilana e celulose. A pirólise da celulose foi dependente da pressão, possivelmente devido às reações competitivas envolvidas na sua degradação térmica. O mesmo comportamento foi obtido para a madeira de maneira menos expressiva. A lignina apresentou tendência à relação negativa com o aumento da pressão no intervalo estudado. A taxa de aquecimento proporcionou efeito semelhante na madeira de Eucalyptus e xilana. As propriedades do carvão produzido dos híbridos de Eucalyptus foram coerentes com a literatura, contudo, não foi possível verificar altas correlações entre as características químicas da madeira com as do carvão vegetal produzido nas condições experimentais. A técnica de NIRS se mostrou adequada para a predição do TMV e TCF do carvão vegetal de Eucalyptus. Os modelos selecionados apresentaram coeficientes de determinação da predição de 0,95 para TMV, e 0,96 para TCF