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POTENCIAL ENERGÉTICO DA CASCA DE ARROZ PARA GERAÇÃO DE ENERGIA SUSTENTÁVEL

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Academic year: 2021

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Apoio acadêmico 1 ÁREA TEMÁTICA: RECUPERAÇÃO DE MATERIAIS E ENERGIA

POTENCIAL ENERGÉTICO DA CASCA DE ARROZ PARA GERAÇÃO DE

ENERGIA SUSTENTÁVEL

Cristine Machado Schwanke1 (cristine.schwanke@unipampa.edu.br), Juliana Young2 (julianayoung.unipampa@gmail.com), Amanda Martinello Neres de Souza1

(amandamartinello12@gmail.coml)

1 Universidade Federal do Pampa – Campus Bagé 2 Universidade Federal do Pampa – Campus Caçapava do Sul RESUMO

O principal subproduto do beneficiamento do arroz é a casca, esta quando depositada no meio ambiente gera graves problemas como contaminação do solo e libera gases de efeito estufa. Uma das alternativas para o descarte ambientalmente correto para a casca de arroz se dá pela utilização desta na geração de vapor como combustível. Sendo esta, uma prática adotada pela maioria das beneficiadoras de arroz. O Estado do Rio Grande do Sul é o maior produtor de arroz do país e na safra 2016/2017 segundo CONAB com dados até 08/06/2017 a evolução da colheita foi de 8,742 milhões de toneladas de arroz. E, sabendo-se que as cascas representam 20% desse valor, a produção anual desse rejeito no Estado é da ordem de 1.748.400 toneladas, o que demonstra o grande potencial que o estado possui para aproveitamento desta casca como energético. Assim, este trabalho tem como objetivo caracterizar o combustível, casca de arroz, fazendo as devidas análises da influência deste sobre o sistema. A metodologia se baseou na coleta de dados de uma empresa sobre o sistema de parboilização e com amostras de casca de arroz utilizadas no sistema de geração de energia fez-se análise imediata, análise granulométrica, medição da massa específica e densidade aparente, análise granulométrica, poder calorífico superior estimado e análise termogravimétrica (TG). Os resultados que mais se afastaram dos valores da literatura foram os teores de voláteis (73%) e carbono fixo (8%). Os resultados mostram a influência da biomassa utilizada como combustível, demonstrando seu potencial energético.

Palavras-chave: Casca de arroz; Caracterização do combustível; Potencial energético.

ENERGY POTENTIAL OF RICE HUSK FOR THE

GENERATION OF SUSTAINABLE ENERGY

ABSTRACT

The main byproduct of rice processing is the bark, which when deposited in the environment generates serious problems such as contamination of the soil and releases greenhouse gases. One of the alternatives for the environmentally correct disposal of rice hulls is the use of this in steam generation systems as fuel. This is a practice adopted by the majority of rice growers. As the State of Rio Grande do Sul is the largest rice producer in the country and in the 2016/2017 harvest according to CONAB with data until 06/08/2017, the harvest evolution was 8,742 million tons of rice. And, knowing that the barks represent 20% of this value, the annual production of this waste in the State is of the order of 1,748,400 tons, which demonstrates the great potential that the state possesses to use this bark as energy. Thus, this work aimed to characterize the fuel, rice husk, making the appropriate analyzes of the influence of this on the system. The methodology was based on the data collection of a company on the parboiling system and with samples of rice husk used in the power generation system, an immediate analysis, granulometric analysis, measurement of specific mass and apparent density, particle size analysis and thermogravimetric analysis (TG). The volatiles (73%) and fixed carbon (8%) were the most distant values of the literature. By means of the

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Apoio acadêmico 2 obtained results one can evaluate the influence of the biomass used as fuel, demonstrating its energetic potential.

Keywords: Rice husk, fuel characterization, energetic potencial.

1. INTRODUÇÃO

Biomassa é toda a matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que possa ser utilizada para a geração de energia. Sua principal vantagem é seu aproveitamento de forma direta, através da combustão em caldeiras, fornos, entre outros. Com o consequente esgotamento de fontes não-renováveis e as ações dos movimentos ambientalistas, o aproveitamento da biomassa aumentou nos últimos anos. Levando em consideração as tecnologias das fontes energéticas renováveis e comercialmente aplicáveis, somente a biomassa tem capacidade flexível de suprir as demandas de energia, tanto no setor elétrico como no de transportes. (CORTEZ et al., 2008)

Atualmente, a biomassa é mais utilizada para suprir as demandas internas de eletricidade das indústrias, na forma de cogeração; e, de comunidades isoladas. Os resíduos agrícolas apresentam grande potencial para a geração de energia no país, onde os maiores potenciais estão nas regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste, destacando-se os Estados do Paraná e Rio Grande do Sul. A casca de arroz é um resíduo agrícola resultante do beneficiamento do arroz, que na maioria dos casos é utilizada na forma integral, ou seja, não sofre nenhum processo de densificação. O Rio Grande do Sul é responsável por 71% da produção orizícola nacional, enquanto que na safra 2015/2016 sua produção foi de cerca de 7.370 mil toneladas, a safra de 2016/2017 tinha estimativa de alcançar as suas 8.256,0 mil toneladas, ou seja, comparada a safra anterior um aumento aproximado de 11%. Considerando que a casca representa 20% do peso do grão, para o ano de 2017 com a evolução da colheita sendo de 8,742 milhões de toneladas de arroz, teremos aproximadamente, 1.748 mil toneladas.

2. OBJETIVO

Caracterizar o combustível, casca de arroz, fazendo as devidas análises da influência importantes para caracterização energética da biomassa como análise imediata, análise granulométrica, medição da massa específica e densidade aparente, análise granulométrica, análise termogravimétrica (TG) e poder calorífico superior estimado por correlações da análise imediata, a fim de demonstrar o potencial energético do resíduo casca de arroz (CA) como combustível para geração de energia sustentável.

3. METODOLOGIA

A casca de arroz coletada foi submetida a testes de análise granulométrica, determinação do comprimento médio de cada partícula de resíduo, massa específica aparente e densidade aparente, determinação de teores de umidade, cinzas, voláteis, carbono fixo, análise termogravimétrica e o poder calorífico superior que é estimado.

3.1. Análise Granulométrica

A análise granulométrica foi realizada conforme norma ASTM E11, com a finalidade de verificar o tamanho das partículas de casca de arroz. Assim, utilizou-se agitador eletromagnético Bertel com peneiras Tyler.

3.2. Tamanho Médio de Partículas

Para a determinação do tamanho médio das partículas da casca de arroz, utilizou-se o método estatístico a fim de verificar a disparidade entre as mesmas. A medição foi realizada com paquímetro universal (0,05 mm/ 1/128”) e amostragem N=30.

3.3. Massa Específica Aparente e Densidade Aparente

A determinação da massa específica aparente deu-se através de um recipiente com tampa de dimensões conhecidas; este foi preenchido com a biomassa. As expressões utilizadas para

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Apoio acadêmico 3 determinação do volume do recipiente (Vrecipiente, m3), assim como, da massa específica aparente da casca do arroz (ρaparente, kg/m3), onde nesta tem-se a massa total da casca de arroz armazenada no volume deste recipiente (mcasca, kg) em relação ao valor do volume deste recipiente, seguem abaixo especificadas nas equações (1) e (2), respectivamente. A densidade aparente da casca de arroz (daparente) foi determinada pela relação da massa específica aparente da casca de arroz e a massa específica da água (ρágua=1000 kg/m³, na condição padrão, 25ºC e 100kPa), conforme equação (3), (BARRETO, 2005).

𝑉

recipiente =𝜋 𝐷 2 4 (1)

𝜌

𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒

=

𝑚𝑐𝑎𝑠𝑐𝑎 𝑉𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 (2)

𝑑

𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒

=

𝜌𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝜌á𝑔𝑢𝑎 (3) 3.4. Análise Imediata

A análise imediata da casca de arroz realizou-se segundo a norma NBR 8112 (ABNT, 1986), em duplicata, denominadas amostra 1 e amostra 2.

3.4.1. Teor de Umidade

A determinação do teor de umidade expressa em base úmida (TU, %bu) está de acordo com a equação (4), onde mo é a massa inicial e m1 a massa final da amostra, ambas medidas em gramas

(g). O experimento consistiu em colocar uma massa de 2,5g (razão 1:200 de acordo com a norma) de casca de arroz com granulometria inferior a 19 mm, em estufa fluxo horizontal a 105ºC/24h e resfriada em dessecador. Na determinação das massas usou-se balança semi-analítica Marte com precisão de 0,001 g.

𝑇𝑈 (% 𝑏𝑢) = (𝑚𝑜−𝑚1

𝑚𝑜 ) 100 (4)

3.4.2. Teor de Voláteis

O teor de voláteis expresso em base seca (TV, %bs) foi determinado conforme equação (5). A determinação do teor de voláteis fez-se utilizando duas amostras de massa 0,5g de casca de arroz com granulometria inferiror a 0,180 mm depositadas em cadinhos de porcelana e depositadas no interior de uma mufla pré-aquecida a (900 ± 5)°C. Inicialmente, colocou-se as amostras (massa antes do experimento, m2, g) sobre a porta, permanecendo nesta posição por 3 minutos. Após, os cadinhos com as amostras são depositados no interior da mufla por 7 minutos com a porta fechada. Retirou-se da mufla os cadinhos e colocou-os no dessecador para resfriamento. Depois das amostras resfriadas mediu-se a massa final (m3, g) de cada uma.

𝑇𝑉 (% 𝑏𝑠) = (𝑚2−𝑚3

𝑚2 ) 100 (5)

3.4.3. Teor de Cinzas

O teor de cinzas da casca de arroz, expresso em base seca (CZ, %bs) foi determinado conforme equação (6). Para o experimento, fez-se a trituração da casca de arroz durante 5 minutos com um moinho de trituração por corte e impacto, marca IKA®, modelo A11 basic, seguida de maceração por 15 minutos com grau e pistilo. No agitador eletromagnético fez a separação granulométrica, utilizando peneiras com abertura de 0,250 mm, 0,180 mm e 0,150 mm, por 15 minutos. Para a determinação do teor de cinzas utilizou-se uma amostra de massa de 0,5g de casca de arroz com granulometria maior que 0,250 mm. Após a secagem fez-se a carbonização da amostra com um

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Apoio acadêmico 4 bico de Bunsen para evitar ocorrer combustão e desprendimento de gases dentro da mufla. A seguir, colocou-se o cadinho com a amostra, já sem umidade e voláteis ((m3, g) em um forno mufla ForteLab, previamente aquecido em (700 ± 5)°C permanecendo por 4 horas; retirou-se a amostra da mufla e levou-se ao dessecador para resfriamento. Finalmente, depois de resfriada, determinou-se a massa final da amostra (m4, g). O experimento foi realizado em duplicata.

𝐶𝑍 (% 𝑏𝑠) = (𝑚3−𝑚4

𝑚3 ) 100 (6)

3.5. Teor de Carbono Fixo

O teor de carbono fixo, expresso em base seca (CF, %bs) foi determinado conforme equação (7), sendo dependente dos teores de cinzas e voláteis.

𝐶𝐹 (% 𝑏𝑠) = 100 − (𝐶𝑍 + 𝑇𝑉) (7) 3.6. Poder Calorífico estimado

O poder calorífico superior (PCS) de combustíveis sólidos pode ser estimado por meio de análise imediata utilizando-se a Equação 8, sendo, %TV o teor de voláteis, %CZ o teor de cinzas e %CF o teor de carbono fixo (PARIKH et al., 2005). Neste trabalho ele foi realizado a partir desta correlação mostrada na equação 8, com teores em base seca.

PCS (kcal/kg) = 84,4559(%CF) + 37,2301(%TV) – 1,8629(%CZ) (8) 3.7. Análise Termogravimétrica

A análise termogravimétrica foi realizada para a casca de arroz em um equipamento SHIMADZU TGA-50, taxa de aquecimento de 10°C/min, até 700°C. A massa da amostra foi < 20 mg, de acordo com a massa suportada pelo equipamento, depositada em cadinho de platina, sob atmosfera de gás argônio.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

As condições ambientais podem influenciar os resultados obtidos no que se refere às medições de massa, principalmente, as medidas do teor de umidade. Assim, foi realizado a secagem das amostras e utilizou-se dessecador para os resfriamentos, a fim de evitar grandes alterações. Durante as medições, a temperatura média foi de 15ºC com umidade relativa do ar em torno de 77%, valores estes que podem ter contribuído para alteração de massa nas amostras.

4.1. Análise Granulométrica e Tamanho Médio das Partículas

A partir da análise granulométrica realizada, pode-se notar que a casca de arroz possui uma grande dispersão de valores no tamanho das partículas, como pode ser visto na Tabela 1. Nesta, tem-se que para uma amostra de 50 gramas de casca de arroz, 42% das partículas possuem granulometria inferior a 1,40 mm.

Tabela 1. Granulometria da casca de arroz, amostra de 50 gramas.

Peneiras Quantidade (g) % Superior a 3,35 mm 0,44 0,88 2,36 a 3,35 mm 16,25 32,50 1,70 a 2,36 mm 8,06 16,12 1,40 a 1,70 mm 3,78 7,56 Inferior a 1,40 mm 21,47 42,94

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Apoio acadêmico 5 No método estatístico, o tamanho médio das partículas da casca de arroz, após a medição de uma amostra de casca de arroz (CA) de N=30 com o paquímetro, obteve-se um valor médio de 0,965 cm. Para este valor médio, encontrou-se um desvio padrão de 0,099 cm, o que resulta num erro relativo do comprimento entre as amostras de 10,25%. Na Figura 1 estão apresentados os resultados da amostragem realizada.

Figura 1. Distribuição do tamanho médio das partículas (medidas de comprimento CA, cm vs. Amostragem

CA “N”)

Fonte: Autor do Trabalho 4.2 Massa Específica Aparente e Densidade Aparente

Através das medidas, conforme Tabela 2, a altura h do recipiente foi de 0,0371 m, o diâmetro D foi de 0,0693 m, obteve-se o seu volume, enquanto a massa do recipiente (mrecipiente) foi de 34,62 g.

Preenchendo com casca de arroz o recipiente, a massa mais a casca (mrec+casca) foi de 50,59 g,

obtendo-se assim uma massa de casca de arroz (mcasca, g). Com esses dados, a massa específica

aparente, ρaparente, calculada foi 114,01 kg/m³. A partir da massa específica aparente, ρaparente, e a

massa específica da água (ρágua=1000 kg/m³, na condição padrão, 25ºC e 100kPa), determinou-se a densidade aparente, daparente.

Tabela 2. Dados para o cálculo da massa específica aparente e densidade aparente da casca de arroz. Recipiente Altura h (m) 0,0371 Diâmetro D (m) 0,0693 Volume V (m³) 0,1399x10-3 Massa mrecipiente (g) 34,62 mrec+casca (g) 50,59 mcasca (g) 15,97 ρaparente (kg/m³) 114,01 daparente 0,114

Fonte: Autor do Trabalho

Os valores encontrados para a massa específica aparente e a densidade aparente estão coerentes com os apresentados na literatura (SOUZA et al., 2016). Segundo este mesmo autor, os valores muito baixos destas variáveis implicam em um maior custo para a empresa em relação a transporte e manejo deste resíduo, visto que qualquer corrente de ar pode espalhar as partículas de casca no meio ambiente. Portanto, observa-se a importância dessa propriedade, pois define a logística a ser utilizada como armazenamento e transporte.

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Apoio acadêmico 6 4.3. Análise imediata

Os resultados obtidos nos experimentos realizados encontram-se sucintos na Tabela 3.

Tabela 3. Resultados da análise imediata da casca de arroz

Amostra TU (%bu) TV (%bs) CZ (%bs) CF (%bs)

1 11,20 72,00 20,00 8,00

2 12,40 74,00 18,00 8,00

Média 11,80 73,00 19,00 8,00

Fonte: Autor do Trabalho 4.3.1 Teor de Umidade

Os valores encontrados para o teor de umidade (TU, %bu) das duas amostras ficaram entre 11,20%bu e 12,40%bu (Tabela 4). Estes resultados foram obtidos para amostras de 2,5 g iniciais, utilizando-se uma estufa a 105°C.

Tabela 4. Teor de umidade da casca de arroz

Amostra mo (g) mf (g) TU (%bu)

1 2,50 2,22 11,20

2 2,50 2,19 12,40

Fonte: Autor do Trabalho

O valor médio do teor de umidade, que significa a quantidade de água que existe na amostra, foi de 11,80%bu. Segundo Ekinci (2010) o valor do teor de umidade do resíduo de poda de maça é de 37,66%. Uma pesquisa feita por Vieira, 2012 mostra que a umidade da casca de arroz é 10,61%, dos resíduos de Soja é de 6,3%, do bagaço de cana é 8,2% e pôr fim do sabugo de milho é de 17,1%. Assim, a umidade das amostras pesquisadas se mostra satisfatória, pois se aproxima de umidades encontradas em algumas biomassas, enquanto de outras é até melhor. O teor de umidade presente na biomassa é outra característica relevante, pois pode interferir em outras propriedades, como o Poder Calorífico Inferior (PCI) que está intimamente ligado a ela, decrescendo com o aumento da umidade.

4.3.2. Teor de Voláteis

A Tabela 5 apresenta os resultados obtidos para as amostras. A massa inicial de cada amostra foi de 0,5 g com granulometria inferior a 0,180mm, colocadas na mufla a (900 ± 5)°C. As amostras apresentaram teor de voláteis (TV, %bs) entre 72-74%bs.

Tabela 5. Teor de voláteis da casca de arroz

Amostra m2 (g) m3 (g) m (g) TV (%bs)

1 24,76 24,40 0,50 72,00

2 24,42 24,05 0,50 74,00

Fonte: Autor do Trabalho

A casca de arroz possui um teor de matérias voláteis, aproximadamente, de 63,52%bs (JENKINS et al., 2016). Comparando este dado com os resultados obtidos para as amostras do estudo, tem-se uma diferença entre 8,48%bs e 10,48%bs. Segundo McKendry (2002) o teor de voláteis é a parte da biomassa que evapora como um gás (incluindo umidade) por aquecimento, ou seja, o teor de voláteis é quantificado medindo-se a fração de massa da biomassa que volatiliza durante o aquecimento de uma amostra padronizada e previamente seca, em atmosfera inerte, até temperaturas de aproximadamente 850°C. Ainda para Lewandowski (1997) apud Klautau (2008), o

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Apoio acadêmico 7 material volátil interfere na ignição, pois quanto maior o teor de voláteis maior será a reatividade e consequentemente a ignição, demonstrando a facilidade com que uma biomassa queima. Após a extração dos voláteis do material fica como resíduo carbono fixo e cinzas (Figura 2). Através dos valores encontrados para o teor de matérias voláteis, conclui-se que este, possivelmente, seja um dos fatores que mais afetam a eficiência do sistema.

Figura 2. Resíduo resultante, cinzas e carbono fixo, da determinação do teor de matérias voláteis

Fonte: Autor do Trabalho 4.3.3. Teor de Cinzas

A determinação do teor de cinzas se deu através de duas amostras de massa 0,5g, cada, de casca de arroz triturada, macerada e carbonizada, na mufla a (700 ± 5)°C durante 4 h. Os resultados obtidos para as cinzas (CZ, bs%) foram 18%bs e 20%bs (Tabela 6). A Figura 3 mostra o resíduo resultante desta medição.

Tabela 6. Teor de cinzas da casca de arroz

Amostra m3 (g) m4 (g) m (g) CZ (%,bs)

1 40,50 40,60 0,50 20,00

2 38,06 38,15 0,50 18,00

Fonte: Autor do Trabalho

Figura 3. Resíduo resultante da calcinação para determinação do teor de cinzas

Fonte: Autor do Trabalho

O teor de cinza da casca de arroz é em torno de 21%bs (BARRETO; RENDEIRO, 2008). Comparando com os resultados obtidos neste trabalho para o teor de cinzas estão dentro do esperado. As cinzas são constituídas de composto de silício (Si), potássio (K), sódio (Na), enxofre (S), cálcio (Ca), fósforo (P), magnésio (Mg) e ferro (Fe). Quando em alta concentração podem diminuir o poder calorífico (PC), podem ainda causar perda de energia e sua presença afeta também a transferência de calor sendo, portanto necessário a remoção das mesmas (STREHLER, 2000 apud KLAUTAU, 2008).

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Apoio acadêmico 8 O conhecimento do teor de cinzas também permite avaliar o seu comportamento frente a diversas situações, como por exemplo, o uso das cinzas em refratários onde estes devem apresentar o mesmo comportamento químico ao das cinzas e, ainda devem ter baixa porosidade para que as cinzas ao se alojarem não provoquem rachaduras na sua superfície. Outra situação, é o ponto de amolecimento e fusão das cinzas, pois processos de combustão com temperaturas maiores do amolecimento podem propiciar a aglomeração de material particulado denominado “sinter”, ou a fusão da cinza “slagging”, que geralmente inviabilizam a continuidade do processo ou reduzem a eficiência da troca de calor no equipamento (NOGUEIRA; RENDEIRO, 2008).

4.3.4. Teor de Carbono Fixo

A determinação do teor de carbono fixo é uma medida indireta dependente dos teores de cinza e voláteis. Na Tabela 7 encontram-se os resultados obtidos para as amostras. Os valores obtidos para o carbono fixo (CF,%bs) ficaram em 8%bs para ambas as amostras.

Tabela 7. Teor de carbono fixo da casca de arroz

Amostra CZ (%bs) TV (%bs) CF (%bs)

1 20,00 72,00 8,00

2 18,00 74,00 8,00

Fonte: Autor do Trabalho

O teor de carbono fixo é de 11,90% para a casca de arroz in natura (SOUZA et al., 2016). O baixo valor obtido neste estudo para o carbono fixo está relacionado com o valor elevado das matérias voláteis, visto que influenciam muito mais que as cinzas, pois variam em limites absolutos.

O percentual de carbono fixo presente na amostra estabelece a quantidade de calor gerado, portanto quanto menor este percentual mais rapidamente o combustível irá queimar apontando para a casca de arroz como uma boa alternativa de uso como combustível.

4.4. Poder Calorífico estimado

O poder calorífico superior (PCS) de um combustível é a quantidade de energia total liberada na combustão completa por unidade de massa, a volume constante, considerando que é condensada a água de formação (água formada pela oxidação do hidrogênio molecular) e da umidade da biomassa. O poder calorífico inferior (PCI) é a quantidade de calor liberado na combustão por unidade de massa de combustível, isto porque a água formada na combustão do hidrogênio não é condensada (DOAT, 1977 apud SHIRMER et al. 2017).

O poder calorífico superior (PCS) estimado obtido da correlação com análise imediata com a equação de Parikh, (2005) pode ser visto na Tabela 8.

Tabela 8. PCS estimado da casca de arroz

Amostra CF (%bs) CZ (%bs) TV (%bs) PCS (kcal/kg)

1 8,00 20,00 72,00 3.318,96

2 8,00 18,00 74,00 3.397,14

Média 8,00 19,00 73,00 3.358,05

Fonte: Autor do Trabalho

Para Morais et al (2011) a casca de arroz apresentou um PCS médio de de 3.085,89 kcal/kg se comparar com o valor médio do PCS obtido em nosso estudo se aproxima muito mais dos valores encontrados na literatura, dando uma boa indicação da viabilidade energética da casca de arroz para uso como combustível.

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Apoio acadêmico 9 4.5. Análise Gravimétrica

Analisando os termogramas (Figura 4), tem-se a partir dos 20°C até 110°C uma perda inicial de massa, que provavelmente, se deve a eliminação de água. Entre 200°C e 380°C ocorre a decomposição da hemicelulose e da maior parte da celulose. Já em 370°C até 490°C há a decomposição da lignina.

Figura 4. Termogramas para a casca de arroz, (a) curva TGA e (b) curva derivada TGA

(a) (b) Fonte: Autor do Trabalho

Segundo Oliveira (2016) para curvas TG/DTG de amostra de casca de arroz, obtidas em atmosfera dinâmica de ar, a uma taxa de 10°C/min, os termogramas apresentam quatro etapas de perda de massa, compatíveis com as etapas observadas nos termogramas obtidos em nosso estudo. 5. CONCLUSÕES

A partir da análise granulométrica da casca de arroz pode-se observar que, segundo a literatura, quanto maior a granulometria e o desvio padrão das partículas do combustível, casca de arroz, tem-se um espaço intergranular maior, o que resulta em uma maior dificuldade de transferência de calor; assim, a cominuição deste combustível aumentaria esta transferência de calor, demonstrando o potencial energético inserido na casca de arroz. A determinação do tamanho das partículas é importante para a determinação do tipo de grelha a ser usado no sistema e mesmo após a instalação, pois a granulometria é importante para se determinar a mistura ideal do material para a queima. (BRAND et al., 2016)

Em relação à massa específica aparente e a densidade aparente, os resultados obtidos são os esperados, não interferindo de forma direta na eficiência do sistema.

A partir da análise termogravimétrica observou-se a faixa de temperaturas em que a água é eliminada, a celulose, a hemicelulose e a lignina são decompostas. O elevado teor de voláteis pode ser explicado pela decomposição da celulose e hemicelulose, visto que estas formam grande quantidade de voláteis em sua decomposição.

Finalmente, na análise imediata, os teores de umidade e cinzas ficaram dentro dos limites esperados, de acordo com literatura, sendo que pequenos desvios dos valores de base podem refletir à alta umidade no período de realização das análises. Sendo assim, a casca de arroz é uma alternativa viável para uso como combustível. Enquanto, os teores de matérias voláteis e carbono fixo apresentaram valores acima e abaixo do esperado, respectivamente. Por outro lado, ainda se aproximaram dos valores encontrados na literatura. Entretanto, estes percentuais devem ser observados, pois a biomassa ao apresentar um alto teor de voláteis tem maior facilidade de incendiar e queimar, o que aparentemente possa ser bom para o processo de combustão, é de difícil de controle. Um alto teor de matérias voláteis também pode afetar o processo de combustão em geral. O poder calorífico superior obteve-se dados compatíveis com a literatura. Portanto, de acordo com os dados encontrados demonstram o potencial energético do combustível, casca de arroz.

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Apoio acadêmico 10 Aproveitamos para agradecer ao Programa de Desenvolvimento Acadêmico da UNIPAMPA (PDA/2017), FAPERGS e os técnicos do laboratório pelo suporte dado a esta pesquisa.

REFERÊNCIAS

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BRAND, M. A.; et al. Determinação das propriedades energéticas de resíduos de madeira em diferentes períodos de armazenamento. Disponível em: <http://www.tractebelenergia.com.br>. Acesso em: 22 jul. 2016.

CORTEZ, L. A. et al. Biomassa para energia. Campinas: Ed. da Unicamp, 2008. 736p.

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JENKINS, B. M. et al. Combustion properties of biomass. Disponível em: <http://www. sciencedirect.com>. Acesso em: 18 jul. 2016.

KLAUTAU, J. V. P. Análise experimental de uma fornalha a lenha de fluxo concorrente para secagem de grãos. 2008. Dissertação (Mestrado) Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental - PPGERHA, UFPR. Curitiba: 2008.

McKENDRY, P. Energy production from biomass (part 2): conversion technologies. Bioresource Tecnology, v. 83, p. 47-54, 2002.

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Referências

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