Instrumentação térmica aplicada ao processo de produção de carvão vegetal em fornos de alvenaria

Abstract

Neste estudo, propôs-se avaliar a instrumentação térmica de fornos retangulares destinados à produção de carvão vegetal, denominados RAC220, com capacidade individual para produzir 30 toneladas de carvão por ciclo de carbonização. Os objetivos foram medir as temperaturas em pontos estratégicos do forno e identificar as relações entre temperatura e produção de carvão vegetal. Nesse sentido, este trabalho consistiu em instalar 22 sensores tipo PT100 por forno. Por meio de um sistema eletrônico supervisório conectado a uma rede sem fio, as temperaturas foram armazenadas e, via software com interface gráfica, visualizadas na forma de gráficos e tabelas. Ressalta-se que a concepção, desenvolvimento e montagem de todos os equipamentos eletrônicos foram de responsabilidade da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia. O sistema atualmente está em fase de testes e permite analisar e comparar os históricos de ciclos de produção, bem como realizar interferências para corrigir os ciclos de carbonização em tempo real de produção. Tais informações guiam e auxiliam o carbonizador durante todos os estágios da produção de carvão vegetal. Por meio dos resultados, verificou-se que a instrumentação térmica de fornos destinados à produção de carvão vegetal permite, entre diversos fatores, reduzir o tempo de pirólise e resfriamento e minimizar as perdas e falhas de produção, além de aumentar a eficiência térmica dos fornos.

This work proposes the thermal analysis of rectangular brick kilns which has an individual capacity to produce 30 tons of charcoal for carbonization cycle. The objective of this work was to measure the temperature from thermocouples located in different sites in the kilns and to establish a relationship between temperature and charcoal production. In this sense, the thermal instrumentation predicted the installation of 22 PT100 thermocouples in each kiln. These sensors were connected to a mother boarder that emits the signal to a computer by an electronic circuit and a wireless net. The temperatures were stored in a supervisory system which presented the measured data in form of graphs and tables. Such information can be used to guide and to assist the carbonizing agent during the whole stages of the charcoal production. This measurement procedure with a statistical analysis represents an important tool to reduce the time of drying, pyrolysis and cooling. It can also minimize the losses and increase the thermal efficiency of the production process.