Resumo |
O Brasil é um grande produtor de resíduos de serraria, comumente usados para fornecer energia em caldeiras. No entanto, tal sub-produto in natura apresenta características indesejáveis para utilização energética. Neste contexto, as conversões termoquímicas por meio da carbonização é uma alternativa. O objetivo deste estudo foi caracterizar as propriedades energéticas da biomassa in natura e carbonizada de resíduos de serraria. Os resíduos de serraria de Eucalyptus sp. foram processados e transformados em amostra de acordo com cada tipo de análise. A carbonização foi realizada num forno de laboratório elétrico tipo mufla. As amostras foram colocadas em um recipiente cilíndrico metálico de volume de 0,003 m3. A temperatura inicial da pirólise foi de 100 °C e a temperatura final foi de 350 °C. O controle de aquecimento foi realizado manualmente em incrementos de 50 °C a cada 30 minutos. A análise química imediata do resíduo e do carvão foram realizadas para determinação do teor de carbono fixo. Além disso, determinou-se a umidade de equilíbrio higroscópico e o poder calorífico superior. O rendimento gravimétrico em carvão vegetal foi de 39%. Na carbonização é desejável obter um alto rendimento, sendo resultado, dentre outros fatores, do melhor aproveitamento da biomassa no forno, consequentemente, maior rendimento energético. Temperatura final da carbonização, taxas de aquecimento, pressão e tempo de reação são os fatores que mais influenciam o rendimento de carvão. Além disso, ocorre também a influência dos parâmetros relacionados à biomassa. Os valores de carbono fixo do material in natura foram de 16,1%, enquanto que para o material carbonizado foi de 62,2%. Durante o processo de degradação térmica de um material lenhoso, uma parte é removida como material volátil, resultante das reações de degradação das hemiceluloses e uma porção dos extrativos. Este processo resulta na concentração de carbono fixo e cinzas no produto final. A umidade de equilíbrio higroscópico apresentou valores de 13,8% para o resíduo in natura, e 7,4% para o resíduo carbonizado. No processo de degradação térmica, a hemicelulose é o componente com maior número de grupos hidroxila. Tais grupos estão disponíveis para adsorção de água. Em relação ao poder calorífico do carvão vegetal, o material in natura apresentou um valor mais elevado em relação ao material carbonizado. A degradação dos componentes mais estáveis durante o processo de pirólise, favorece a concentração de compostos de lignina. As ligninas possuem unidades fundamentais ligadas por ligações éter e carbono-carbono. A energia presente no C-C é maior que as ligações C-O e C-H. Portanto, o aumento do teor de carbono durante o processo térmico de degradação resulta em uma elevação do poder calorífico. A pirólise aumentou as características energéticas dos resíduos da serraria. No entanto, apesar das vantagens da carbonização, devem ser avaliadas formas de mitigar a emissão de gases emitidos em escala operacional. |