研究目的
评估四种亚马逊树种木材残留物的能源潜力，并利用近红外光谱（NIRS）技术校准木材与木炭的特性。
研究成果
四种亚马逊树种（卡德罗、塞德里尼奥、洛罗、皮基亚拉纳）的残留物可作为可再生能源来源，其中卡德罗和皮基亚拉纳因基本密度较高而最优，洛罗则因木质素和固定碳含量较高而具有更大热值。近红外光谱是校准木材及木炭能量特性的可行工具，可在热解前通过木材光谱估算木炭特性。
研究不足
该研究仅限于四种亚马逊树种，可能无法代表所有热带木材。近红外校准模型基于小样本量（四种树种的12个光谱）开发，可能影响其普适性。热解条件（450°C，1°C/分钟）固定不变，参数变化可能会影响结果。如先前研究所指出，该技术通过木材光谱预测木炭特性的准确性，可能需要在更多树种和条件下进一步验证。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用完全随机设计，设置四个处理组（树种）和三次重复。利用近红外光谱技术对能量特性进行校准。热解过程在450°C下持续7小时，升温速率为1°C/分钟。
2：样本选取与数据来源：
从亚马逊州伊塔科蒂亚拉地区采集四种亚马逊树种（卡德罗、塞德林霍、洛鲁、皮基亚拉纳）的木材残渣，由INPA研究人员鉴定。样本制备成1.5×1.5×3.0厘米的试件并研磨待测。
3：5×5×0厘米的试件并研磨待测。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括圆盘式削片机、韦氏破碎机、40/60目筛网、强制空气循环烘箱、绝热量热仪、改装有反应器和生物油收集系统的马弗炉、脆性测试用转鼓，以及配备OPUS 4.2软件的布鲁克TENSOR 37光谱仪。材料包含木材残渣、乙醇/甲苯及其他化学分析试剂。
4：2软件的布鲁克TENSOR 37光谱仪。材料包含木材残渣、乙醇/甲苯及其他化学分析试剂。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：包括测定基本密度、化学成分（木质素、抽提物、全纤维素）、快速化学分析（水分、挥发物、灰分、固定碳）、木材高位发热量；木材热解制炭；测定木炭产率、快速化学分析指标、发热量及脆性；获取木材样本横切面与弦切面的近红外光谱；采用PLS回归和全交叉验证建立校准模型的统计分析。
5：数据分析方法：
物种比较采用5%显著性水平的方差分析(ANOVA)和Tukey检验。使用The Unscrambler 9.2软件进行NIR模型校准、验证与筛选，包含PLS-1回归、全交叉验证、异常值检测及Savitzky-Golay一阶导数转换，根据相关系数(Rcv)、交叉验证标准误差(SECV)、PLS因子数量及RPD值选定最优模型。
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spectrometer
Tensor 37
Bruker
Acquisition of NIR spectra from wood samples for calibration of energy properties.
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software
OPUS version 4.2
Bruker
Used for spectral acquisition and processing in NIR spectroscopy.
-
software
The Unscrambler Version 9.2
Used for statistical analysis, calibration, validation, and selection of NIR models using PLS regression and cross-validation.
-
calorimeter
Determination of superior calorific value of wood and charcoal.
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muffle furnace
Used for pyrolysis of wood residues to produce charcoal, adapted with reactor and bio-oil collection system.
-
rotating drum
Used for friability test of charcoal to determine the percentage of fines generated.
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disc chipper
Reduction of wood residue dimensions during sample preparation.
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Wiley mill
Grinding of wood residues into particles for chemical analysis.
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sieves
40/60 mesh
Classification of ground wood particles for standardized sample preparation.
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forced air circulation oven
Drying of wood samples to constant mass at 105±2°C for density and moisture determination.
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climatization chamber
Conditioning of wood samples before NIR spectroscopy to standardize temperature and humidity.
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