Sistema alternativo para carbonização de madeira

Abstract

A eficiência da produção de carvão vegetal é uma atividade que depende da espécie de madeira, do tipo de mão-de-obra e do sistema de produção. O sistema de produção deve proporcionar uma adequada condição de trabalho, procurando estabelecer estratégias para minimizar a duração do ciclo da carbonização, sem alterar o rendimento e a qualidade do carvão vegetal produzido. Este estudo teve como objetivo, testar, avaliar e ajustar um sistema alternativo para a carbonização da madeira, em escala piloto, incluindo a construção e teste de um protótipo. Foram utilizadas madeiras de Eucalyptus spp. com 1,15m de comprimento e diâmetro variando de 6cm a 15cm. Na avaliação geral do sistema foram realizados doze testes, sendo os dois primeiros para promover ajustes e mudanças no sistema, visando melhorar o seu desempenho. Após estas alterações, foram realizados quatro testes, para a comprovação da eficiência do sistema modificado; em seguida, foi instalado um medidor de temperatura multicanal de seis pontos, com seis pares termoelétricos para a verificação do perfil térmico do forno. De acordo com os resultados obtidos, observou-se que o tempo médio de esfriamento foi de 13h e 38 h para a condição de esfriamento fora e dentro da unidade isolante. Observou-se, assim, uma redução de 73,33% no tempo de esfriamento. A produtividade física do sistema apresentou média de 4,35 kg/h e 2,0 kg/h, para o esfriamento fora e dentro da unidade isolante, respectivamente. O teor médio de carbono fixo, considerando somente os testes realizados com os pares termoelétricos, foi de 71,77%, independentemente da forma de esfriamento da unidade de produção de carvão. Este teor de carbono fixo indica que a temperatura final de carbonização media ficou em torno de 450ºC. A estimativa da densidade relativa aparente do carvão não apresentou diferenças significativas em função do método de determinação utilizado.

The production efficiency of the charcoal is an activity which depends on the wood species, the kind of workmanship and the production system. The production system must warrant an adequate working condition, trying to establish strategies for minimizing the time of the carbonization cycle, without altering the yield and quality of the produced charcoal. The objective of this study was to test, evaluate and adjust an alternative system for wood carbonization in a pilot scale including the prototype construction and test. Eucalyptus spp. wood, 1.15 m long and with a diameter ranging from 6 cm to 15 cm, was used. In the evaluation of the system, twelve tests were performed; the first two to promote adjustments and changes in order to improve its performance. Later four tests were carried out to confirm the efficiency of the modified system using a six-score multichannel temperature meter, through the installation of six thermoelectric pairs for the verification of the thermal profile. According to the results, it was found that the average cooling times was 13 and 38 hours for the cooling condition inside and outside of the isolating unit. A reduction of 73.33% in the cooling time was found. The system presented an average of 4.35 kg/h and 2.0 kg/h for the cooling outside and inside the isolating unit, respectively. The average content of fixed carbon, considering only the tests performed with the thermoelectric pairs was of 71.77%, independently of the cooling form of the charcoal production unit. The content of fixed carbon indicates that the final temperature for average carbonization was around 450ºC. The estimation of the apparent relative density of the charcoal didn’t show significant differences due to the determination method used.