Produção e avaliação de briquetes de resíduos lignocelulósicos

Abstract

O Brasil é um dos maiores produtores de madeira e de produtos agrícolas do mundo. No entanto, em função da elevada produção, grande quantidade de resíduos é gerada e pode provocar sérios problemas ambientais, quando negligenciada e deixada indiscriminadamente na natureza. Uma alternativa para minimizar os impactos causados pelos resíduos é a sua utilização energética na forma de briquetes. Este trabalho foi realizado com os objetivos de: analisar diferentes resíduos de biomassa vegetal e da agroindústria, caracterizando-os como potenciais para a produção de energia, e produzir e avaliar briquetes feitos a partir destes resíduos. Para a realização deste trabalho, foram utilizados resíduos do processamento da madeira (serragem e maravalha); pergaminho do grão e caule do cafeeiro; caule e vagem do feijão; caule e vagem da soja; casca de arroz; folha, caule, palha e sabugo de milho e palha e bagaço da cana-de-açúcar. Os ensaios ocorreram no Laboratório de Energia da Biomassa Florestal da Universidade Federal de Lavras. Para a caracterização dos resíduos foram realizadas análise química, análise química imediata, análise de poder calorífico e análise elementar. A briquetagem foi realizada em briquetadeira da marca Lippel®, à pressão de 150 Bar (153 kgf/cm2). Determinou-se o melhor tempo de briquetagem para serragem da madeira e a melhor temperatura para arroz e pergaminho do café. Para avaliação da qualidade dos briquetes, determinaram-se a densidade relativa aparente, a resistência à compressão e o índice de combustão. De forma geral, todos os resíduos apresentaram potencial para serem utilizados na produção de energia. A casca de arroz apresentou o maior teor de lignina, característica interessante para a produção de energia, no entanto, seu alto valor de cinzas acarretou redução no poder calorífico e no carbono fixo. Os demais tipos de resíduos apresentaram características semelhantes e melhor desempenho, do ponto de vista energético. O tempo e a temperatura de briquetagem interferiram na resistência mecânica dos briquetes. O melhor tempo de prensagem foi de oito minutos para a serragem e a temperatura de melhor desempenho foi de 125°C para a casca do arroz e pergaminho do café. Os briquetes produzidos a partir da casca de arroz apresentaram maior densidade e alta resistência mecânica. O maior índice de combustão foi encontrado para os briquetes da vagem do feijão.

Brazil is one of the largest wood and agricultural product producers in the world. Nevertheless, concerning the elevated production, a great amount of residues is generated. These can cause serious environmental problems when overlooked and left indiscriminately in nature. One alternative to minimize the impacts caused by residues is their use for energy production as briquettes. The objectives of this work were: investigating different residues of plant and agroindustry biomass, characterizing them as potentials for energy production, and producing and evaluating briquettes made form these residues. For the fulfillment of this study were utilized wood processing residues (sawdust and shavings); coffee bean parchment and coffee plant stem; bean stem and pod; soybean stem and pod; rice husk, corn leaf, stem, straw and cob and straw and sugar cane bagasse. The assays occurred in the Forest Biomass Energy Laboratory of the Federal University of Lavras. For characterization of the residues were performed the following analyses: immediate chemical analysis, heating value and elementary analysis. Briquetting was performed in a briquetter of the Lippel® brand at pressure of 150 Bar (153 kgf/cm2). It was determined the best briquetting for wood sawing and the best temperature for rice and coffee parchment. For evaluation of the briquetter quality, the apparent relative density, compression resistance and Combustion Index were determined. In general, all the residues showed potential to be utilized in energy production. Rice husk presented the highest lignin content, an interesting feature for energy production; nevertheless, its high ash content brought about a reduction in heating value and fixed carbon. The other kinds of residues showed similar characteristics and best performance of the energy viewpoint. Both briquetting time and temperature interfered in the mechanical resistance of the briquettes. The best pressing time was of eight minutes for sawing and the temperature of best performance was of 125 °C for rice husk and coffee parchment. The briquettes produced from rice husk presented high density and mechanical resistance. The highest combustion index was found for the briquettes of bean pod.