Desenvolvimento de um sistema móvel para agregação de valor em resíduos florestais

Abstract

Plantas móveis de processos termoquímicos vêm sendo estudadas e comercializadas, e a motivação desses estudos são os elevados custos de transporte para processamento de biomassas lignocelulósicas e resíduos orgânicos em unidades centralizadas, longe dos locais de colheita e armazenamento dos resíduos. A operação contínua em uma picape dispensa o transporte da biomassa até uma unidade central, gerando bio-óleo e biochar localmente, que podem ser destinados a diversas aplicações. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver um conceito de um sistema móvel para agregação de valor em quaisquer resíduos sólidos, através dos processos de torrefação e pirólise rápida, sendo os objetivos específicos propor uma sequência desses processos combinados, aplicável aos resíduos de baixa densidade da colheita do eucalipto (folhas, cascas e galhos), realizar um pré-projeto do dimensionamento desse sistema e estimar sua capacidade produtiva. A partir da restrição de volume dada pelas dimensões da picape: largura de 2,32 m, comprimento de 1,53 m e altura máxima de cargas transportáveis de 4,4 m, foi estimada uma capacidade produtiva de biomassa seca de 25,5 kg/h, considerando-se uma umidade de 15 %, através do estudo do dimensionamento dos reatores do tipo rosca, ciclones para separação das partículas sólidas e condensadores e precipitadores eletrostáticos para separação dos líquidos. Também foi realizado o balanço de energia para que o sistema seja autossustentável energeticamente. O consumo energético total da planta móvel resultou em 270 MJ/h, sendo que desses, 208 MJ/h correspondem à energia elétrica necessária para a operação desse sistema. Esse valor é alto principalmente devido à baixa eficiência da turbina para conversão de energia mecânica em elétrica e devido à alta potência elétrica do chiller estudado, que necessita como margem de segurança 50 % a mais de capacidade de refrigeração. Por isso, seriam necessárias algumas modificações no sistema a fim de torná-lo autossustentável energeticamente, pois a energia da queima dos gases corresponde a 15 MJ/h e a energia da queima de 100 % do biochar corresponde a 70 MJ/h, não sendo suficiente. Além disso, como o biochar também é um produto de interesse, não é viável sua queima total. Possíveis modificações no sistema foram discutidas nas conclusões, mas uma alternativa seria diminuir o rendimento no bio-óleo, gerando mais gases no processo e consequentemente mais energia da queima.