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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2023.tde-03082023-105455
Document
Author
Full name
Elias Costa de Souza
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2023
Supervisor
Committee
Júnior, Ananias Francisco Dias (President)
Lana, Artur Queiroz
Milan, Marcos
Pimenta, Alexandre Santos
Title in Portuguese
Perfil térmico e emissões gasosas na cocção de pizzas mediante o uso de madeira como combustível
Keywords in Portuguese
Análise energética
Biomassa para energia
Cocção de alimentos
Combustão da madeira
Emissões gasosas
Fornos de pizza
Abstract in Portuguese
Apesar do grande consumo de pizzas ao redor do mundo, estudos que investiguem de maneira técnica e científica os processos que ocorrem nos fornos de cocção de pizzas ainda são escassos. O objetivo geral desta tese foi investigar o uso da madeira na cocção de pizza, considerando as características do combustível, o balanço energético do processo e as emissões de efluentes gasosos da combustão. No primeiro capítulo, foram discutidos os aspectos técnicos da construção do forno de alvenaria para produção de pizzas e como ele pode ser uma alternativa eficiente para populações em geral e pequenos comerciantes visando minimizar os problemas relacionados à baixa qualidade do ar no interior dos estabelecimentos residenciais e comerciais. Foram considerados o tempo de construção e tempo de cura do forno de alvenaria, bem como os possíveis impactos positivos que esta construção poderia gerar direta e indiretamente para estas comunidades. Os resultados foram comparados com os dados coletados em um forno comercial em funcionamento há mais de 10 anos, observando o perfil térmico e a estabilização da temperatura durante a cocção das pizzas e o consumo de lenha durante o uso do forno. No segundo capítulo, foram avaliadas as características das três espécies de madeiras e os parâmetros da combustão da lenha no forno de alvenaria. O perfil térmico do forno foi definido, o consumo de lenha foi calculado em relação à produção de pizzas e os efluentes gasosos emitidos durante a cocção de pizzas foram avaliados. Com os dados das emissões gasosas, foi possível realizar correlações com as propriedades das madeiras avaliadas. Além disso, estes dados foram correlacionados de acordo com as diferentes fases da cocção (aquecimento, cocção e resfriamento), onde as diferentes faixas de temperatura do forno foram relacionadas com as emissões gasosas coletada na chaminé e na porta do forno. A partir disso, foi possível entender como a composição química das espécies pode influenciar nas emissões de elementos potencialmente nocivos durante a cocção das pizzas. A temperatura também foi identificada como um fator importante que pode influenciar a quantidade e a qualidade dos gases liberados durante a combustão em um forno de alvenaria. Os resultados demonstram que os fornos de pizza podem ser uma alternativa para populações que sofrem com problemas relacionados à baixa qualidade do ar no interior das residências. Além disso, foi observado que as características físico-químicas das madeiras, especialmente densidade básica, teor de holocelulose e teor de extrativos, se correlacionam com a emissão de efluentes gasosos durante a combustão em forno de pizza. Estudos futuros devem focar em análises com espécies madeireiras que possuam diferentes características físico-químicas, a partir disso, pode ser possível estabelecer parâmetros mais específicos para indicar o uso de outras espécies para na cocção de pizzas. Também com vistas à melhorias no processo de cocção, estudos que avaliem a implementação de melhorias nos aspectos físicos do forno, como a utilização de sistemas de exaustão modernos, também devem ser realizados.
Title in English
Thermal profile and gaseous emissions in pizza cooking using wood as fuel
Keywords in English
Biomass for energy
Energy analysis
Food cooking
Gaseous emissions
Pizza ovens
Wood combustion
Abstract in English
Despite the large consumption of pizzas around the world, studies that technically and scientifically investigate the processes that occur in pizza cooking ovens are still scarce. The general aim of this thesis was to investigate the use of wood in pizza cooking, considering the characteristics of the fuel, the energy balance of the process and the emissions of gaseous effluents from combustion. In the first chapter, the technical aspects of building a masonry oven for pizza production were discussed and how it can be an efficient alternative for populations in general and small businesses to minimize problems related to poor air quality inside residential and commercials establishments. The construction time and curing time of the masonry oven were considered, as well as the possible positive impacts that this construction could generate directly and indirectly for these communities. The results were compared with data collected in a commercial oven in operation for over 10 years, observing the thermal profile and temperature stabilization during pizza cooking and the consumption of firewood while using the oven. In the second chapter, the characteristics of the three wood species and the firewood combustion parameters in the pizza oven were evaluated. The thermal profile of the oven was defined, the consumption of firewood was calculated in relation to the production of pizzas and the gaseous effluents emitted during the cooking of pizzas were evaluated. With the gaseous emissions data, it was possible to perform correlations with the properties of the evaluated woods. In addition, these data were correlated according to the different cooking phases (heating, cooking and cooling), where the different oven temperature ranges were related to the gaseous emissions collected in the chimney and oven door. From this, it was possible to understand how the chemical composition of the species can influence the emissions of potentially harmful elements during the cooking of pizzas. Temperature has also been identified as an important factor that can influence the quantity and quality of gases released during combustion in a pizza oven. The results demonstrate that pizza ovens can be an alternative for populations that suffer from problems related to poor indoor air quality. In addition, it was observed that the physicochemical characteristics of the woods, especially basic density, holocellulose content and extractive content, correlate with the emission of gaseous effluents during combustion in a pizza oven. Future studies should focus on analyzes with wood species that have different physicochemical characteristics, based on this, it may be possible to establish more specific parameters to indicate the use of other species for cooking pizzas. Also with a view to improving the cooking process, studies that evaluate the implementation of improvements in the physical aspects of the oven, such as the use of modern exhaust systems, should also be carried out.
 
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Publishing Date
2023-08-04
 
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