Viabilidade da utilização da casca de cacau como combustível no aquecimento de ar para secagem de amêndoas de cacau

Abstract

O objetivo geral deste trabalho foi estudar a viabilidade técnica do aproveitamento da casca de cacau para fins energéticos, em processos de conversão termoquímica. Para atingir este objetivo, fizeram-se o levantamento do potencial de geração de energia e das tecnologias disponíveis para transformação da biomassa; a caracterização da casca de cacau; o dimensionamento de um sistema gaseificador/combustor/secador; a obtenção e utilização da casca de cacau em chip como combustível na secagem de amêndoa de cacau; e a avaliação da qualidade da amêndoa processada quanto à presença de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs). Com base na produção de amêndoas secas acumulada da região cacaueira da Bahia, a quantidade de casca gerada é equivalente a 107,6 MW e pode ser utilizada para gerar calor em sistemas geradores de calor e também para gerar energia elétrica em sistemas de cogeração disponíveis no mercado, como turbina a vapor, microturbina e turbina a gás. Além desse potencial, a casca de cacau apresentou condições favoráveis para ser transformada em combustível, em razão de os resultados da caracterização terem sido equivalentes aos de outros resíduos que já vêm sendo transformados em combustível sólidos, líquidos ou gasosos. Porém, o teor de água (84,2%) e a quantidade de cinzas (12,63%) presentes nessa biomassa podem contribuir negativamente para a sua utilização como combustível sólido. No beneficiamento da casca de cacau em secador tubular de convecção natural, o balanço energético foi negativo e o uso dessa como combustível no sistema gaseificador/combustor/secador proposto foi realizado normalmente, pois a temperatura foi efetivamente controlada, assim como os níveis de contaminação do ar de secagem; quando se utilizou a casca de cacau, mantiveram-se próximos à outra biomassa, que geralmente é utilizada para esse fim. Além desses, testes realizados com a casca de cacau foram dimensionados para um sistema gaseificador/combustor, que foi acoplado a um secador do tipo Plataforma CEPEC, verificando-se similaridade a outros sistemas empregados nesse tipo de transformação da biomassa. Portanto, esses sistemas podem ser utilizados, pois os níveis de HPAs nas amêndoas processadas apresentaram-se abaixo dos permitidos pela legislação europeia. Dessa forma, a casca de cacau pode ser utilizada como combustível em sistemas de geração direta de calor criado por sistemas gaseificador/combustor, substituindo as fornalhas, geralmente empregadas em secadores de cacau.

The overall objective was to study the technical feasibility of the use of cocoa husks for energy in thermochemical conversion processes. To achieve this objective a survey was made of the potential for power generation and technologies available for biomass conversion; characterization of cocoa husks; designing a system gasifier/combustor/dryer; obtaining and using the bark of cocoa chip as a fuel in the drying of cocoa beans and evaluate the quality of processed nuts for the presence of polycyclic aromatic hydrocarbons (HPAs). Based on the accumulated production of dry beans of the cacao region of Bahia the amount of generated bark is equivalent to 107.6 MW and can be used for the generation of heat in the heat-generating systems and also for the generation of electric power systems CHP available in the market as steam turbine, gas turbine and microturbine. Beyond this potential cocoa husks presented favorable conditions for transformation into fuel, that because the characterization results were equivalent to those of other residues that have already been transformed into solid fuel, liquid or gaseous. However, the water content (84.2%) and ash content (12.63%) present in this biomass can contribute negatively to their use as solid fuel. In the processing of cocoa husk dryer tubular convection energy balance was negative and its use as fuel in the system gasifier/combustor/dryer proposed was normally performed, this because the temperature has been effectively controlled, and the levels of air contamination drying when using the cocoa husks remained near other biomass, which is usually used for this purpose. In addition to these tests performed with the cocoa shell scaled up system gasifier/combustor to be coupled to a platform type dryer and found CEPEC similarity to other systems used in this type of transformation of biomass. Therefore, these systems can be used, because the levels of HPA's in processed almonds were below those allowed by European legislation. Thus, the cocoa shell may be used as fuel for systems of direct generation of heat generated by systems gasifier/combustor replacing furnaces, dryers commonly used in cocoa.