ENERGY POTENTIAL OF THE MACAW PALM FRUIT RESIDUES AND THEIR USE IN CHARCOAL PRODUCTION

The use of biomass for energy purposes has been highlighted in as a way to reduce dependence on non-renewable energy sources. Macaw palm, Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Martius, is an arborescent palm and has a high energy potential from the fruit processing. The aim of this study was to characterize the macaw palm residues after the fruit processing to evaluate its use "in natura" and as charcoal. The endocarp showed higher fixed carbon content, heating value and bulk density compared with other residues and lower ashes content. The heating value of endocarp charcoal was the highest, whereas the volatile matter levels of epicarp charcoal showed higher results. All evaluated residues from the macaw palm fruit processing have potential in power generation, especially the endocarp and the epicarp. The endocarp charcoal has suitable characteristics as source of energy and as a reductant.

Keywords:
Acrocomia aculeata; bioenergy; macaw palm

Authorship

Anderson Barbosa Evaristo

Engenheiro Agrônomo, Dsc., Professor do Curso de Engenharia Agronômica, Fundação Universidade do Tocantins - Unitnis, 108 Sul Alameda 11 Lote 03, CEP: 77020-122, Palmas (TO), Brasil. evaristo.ab@gmail.comFundação Universidade do TocantinsBrasilPalmas, TO, BrasilEngenheiro Agrônomo, Dsc., Professor do Curso de Engenharia Agronômica, Fundação Universidade do Tocantins - Unitnis, 108 Sul Alameda 11 Lote 03, CEP: 77020-122, Palmas (TO), Brasil. evaristo.ab@gmail.com

Daniela Correia Martino

Engenheira Florestal, MSc, Doutorando em Ciência Florestal pela Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, Campus Universitário, CEP 36570-000, Viçosa (MG), Brasil. danimartinodcm@gmail.comUniversidade Federal de ViçosaBrazilViçosa, MG, BrazilEngenheira Florestal, MSc, Doutorando em Ciência Florestal pela Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, Campus Universitário, CEP 36570-000, Viçosa (MG), Brasil. danimartinodcm@gmail.com

Adriano Henrique Ferrarez

Físico, Professor do Instituto Federal Fluminense no Campus Itaperuna, Doutorando em Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, Campus Universitário, CEP 36570-000, Viçosa (MG), Brasil. adriano.ferrarez@ufv.brUniversidade Federal de ViçosaBrazilViçosa, MG, BrazilFísico, Professor do Instituto Federal Fluminense no Campus Itaperuna, Doutorando em Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, Campus Universitário, CEP 36570-000, Viçosa (MG), Brasil. adriano.ferrarez@ufv.br

Danilo Barros Donato

Engenheiro Florestal, MSc, Doutorando em Ciência Florestal pela Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, Campus Universitário, CEP 36570-000, Viçosa (MG), Brasil. danilobarros20@hotmail.comUniversidade Federal de ViçosaBrazilViçosa, MG, BrazilEngenheiro Florestal, MSc, Doutorando em Ciência Florestal pela Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, Campus Universitário, CEP 36570-000, Viçosa (MG), Brasil. danilobarros20@hotmail.com

Angélica de Cássia Oliveira Carneiro

Engenheira Florestal, Drª, Professora do Departamento de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, Campus Universitário, CEP 36570-000, Viçosa (MG), Brasil. cassiacarneiro@ufv.brUniversidade Federal de ViçosaBrazilViçosa, MG, BrazilEngenheira Florestal, Drª, Professora do Departamento de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, Campus Universitário, CEP 36570-000, Viçosa (MG), Brasil. cassiacarneiro@ufv.br

José Antônio Saraiva Grossi

Engenheiro Agrônomo, PhD, Professor do Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, Campus Universitário, CEP 36570-000, Viçosa (MG), Brasil. jgrossi@ufv.brUniversidade Federal de ViçosaBrazilViçosa, MG, BrazilEngenheiro Agrônomo, PhD, Professor do Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, Campus Universitário, CEP 36570-000, Viçosa (MG), Brasil. jgrossi@ufv.br

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FIGURA 1:
Rendimento gravimétrico (RG), rendimento de gases condensáveis (RGC) e rendimento de gases não condensáveis (RGNC) da carbonização do endocarpo e epicarpo oriundos do processamento dos frutos da macaúba.

FIGURE 1:
Gravimetric yield (GY), condensable gases yield (CGY) and non-condensable gases yield (NCGY) of the endocarp and epicarp carbonization from the macaw palm fruit processing.

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TABELA 1:
Massa úmida, massa seca e peso fresco das partes do fruto de macaúba.

TABLE 1:
Wet weight, dry weight and fresh weight of macaw palm fruit parts.

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TABELA 2:
Propriedades físicas e químicas dos resíduos do processamento dos frutos da macaúba. Densidade a granel (DG), poder calorífico superior (PCS) e densidade energética (DE).

TABLE 2:
Physical and chemical properties of the macaw palm fruits processing residues. Bulk density (BD), heating value (HV) and energy density (ED).

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TABELA 3:
Propriedades químicas e físicas do carvão vegetal produzido a partir da carbonização do epicarpo e endocarpo do fruto da macaúba.

TABLE 3:
Chemical and physical properties of charcoal produced from the carbonization of the epicarp and endocarp of the macaw palm fruit.

FIGURA 1: Rendimento gravimétrico (RG), rendimento de gases condensáveis (RGC) e rendimento de gases não condensáveis (RGNC) da carbonização do endocarpo e epicarpo oriundos do processamento dos frutos da macaúba.
FIGURE 1: Gravimetric yield (GY), condensable gases yield (CGY) and non-condensable gases yield (NCGY) of the endocarp and epicarp carbonization from the macaw palm fruit processing.

TABELA 1: Massa úmida, massa seca e peso fresco das partes do fruto de macaúba.
TABLE 1: Wet weight, dry weight and fresh weight of macaw palm fruit parts.

TABELA 1: Massa úmida, massa seca e peso fresco das partes do fruto de macaúba.

Parâmetro	Epicarpo	Polpa	Endocarpo	Amêndoa	Fruto
Massa Úmida (%)	26,69¹ ± 0,46	45,78 ± 0,59	22,39 ± 0,31	5,14 ± 0,26	100
Massa Seca (%)	22,2 ± 0,55	38,48 ± 1,02	32,00 ± 0,43	7,32 ± 0,23	100
Peso fresco (g)	11,11 ± 0,57	19,05 ± 0,61	9,32 ± 0,45	2,14 ± 0,11	41,01 ± 1,64

Em que: ¹Média e desvio padrão

TABELA 2: Propriedades físicas e químicas dos resíduos do processamento dos frutos da macaúba. Densidade a granel (DG), poder calorífico superior (PCS) e densidade energética (DE).
TABLE 2: Physical and chemical properties of the macaw palm fruits processing residues. Bulk density (BD), heating value (HV) and energy density (ED).

TABELA 2: Propriedades físicas e químicas dos resíduos do processamento dos frutos da macaúba. Densidade a granel (DG), poder calorífico superior (PCS) e densidade energética (DE).

Resíduo	Materiais Voláteis (%)	Cinzas (%)	Carbono fixo (%)	DG (Kg/m³⁾	PCS (Kcal/kg)	DE (GJ/m³⁾
Epicarpo	78,22 ab	5,66 b	16,12 b	177 d	4989 a	3,64 c
Farelo da polpa	79,6 a	6,19 c	14,20 b	338 b	3835 c	5,43 b
Endocarpo	76,37 b	2,04 a	21,33 a	498 a	5011 a	10,45 a
Farelo da amêndoa	78,9 a	6,2 c	14,9 b	287 c	4377 b	5,26 b

Em que: Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem entre si, a 1 % de probabilidade pelo teste Tukey 5%.

TABELA 3: Propriedades químicas e físicas do carvão vegetal produzido a partir da carbonização do epicarpo e endocarpo do fruto da macaúba.
TABLE 3: Chemical and physical properties of charcoal produced from the carbonization of the epicarp and endocarp of the macaw palm fruit.

TABELA 3: Propriedades químicas e físicas do carvão vegetal produzido a partir da carbonização do epicarpo e endocarpo do fruto da macaúba.

Parâmetros	Epicarpo	Endocarpo
Materiais voláteis (%)	18,29*	12,74
Cinzas (%)	1,79*	3,84
Carbono Fixo (%)	79,93*	83,43
Densidade Aparente (kg/m³⁾	1,024	1,007
Poder Calorífico Superior (Kcal/kg)	7464*	7859
Densidade Energética (GJ/m³⁾	31,99 *	33,14

Em que: Médias seguidas pelo asterisco na linha diferem entre si a 5% de probabilidade pelo teste F.

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