TORREFAÇÃO E DENSIFICAÇÃO DO CAVACO DE MADEIRA PARA
UTILIZAÇÃO DE BIOMASSA NO SETOR INDUSTRIAL
Ane Caroline Pereira Borges, anecborges@gmail.com ¹; Ednildo Andrade Torres, ednildo@ufba.br ²; Carine Tondo Alves, carine.alves@ufrb.edu.br ³.
¹ ² ³ Universidade Federal da Bahia–UFBA, Rua Professor Aristides Novis, 02 – Federação. Salvador/BA ² Universidade Federal do Recôncavo da Bahia – UFRB
Resumo: O uso de biomassa como insumo para a produção de biocombustíveis vem adquirindo cada vez mais
importância, ultimamente, no intuito de reduzir as emissões excedentes dos Gases do Efeito Estufa (GEE’s). As emissões de dióxido de carbono provenientes do uso da biomassa como combustível são consideradas neutras, já que o seu uso proporciona um equilíbrio no balanço entre a captura e a emissão de gás carbônico no ciclo de geração de energia. Entretanto, a biomassa apresenta algumas dificuldades, tais como o alto teor de umidade, natureza higroscópica, baixa densidade energética, difícil armazenagem que, consequentemente, inviabiliza a logística. Uma maneira de atenuar essas dificuldades é converter a biomassa em um biocombustível de alto potencial energético. Isso é possível mediante a combinação do processo de torrefação, onde aumentará o poder calorífico da biomassa, seguido de um processo de densificação, o qual aumentará sua densidade aparente. O presente trabalho teve como objetivo a realização dos processos de torrefação e densificação do cavaco de madeira para a produção de madeira pirolisada, no laboratório de Energia e Gás (LEN) da UFBA. Foram analisados os benefícios da combinação do processo de torrefação com a densificação (briquetagem ou pelletização) bem como, testes para comparação da densidade energética do eucalipto torrado antes e após o processo de densificação. A combinação do processo de torrefação seguido pelo processo de densificação resulta na utilização da biomassa em maior escala no mercado e, após o processo de densificação, os produtos sólidos da biomassa apresentam um menor volume, maior estabilidade e uma maior densidade energética, o que torna o custo de armazenagem e transporte menor. Com a logística viabilizada e as mudanças favoráveis das propriedades da biomassa torrefeita, esta possui diferentes finalidades para sua aplicação na geração de energia térmica e ou elétrica.
Palavra chave: Biomassa de madeira. Cavaco de eucalipto. Torrefação. Densificação.
1. INTRODUÇÃO
Uma alternativa de fonte de energia primária e renovável, que favorece a diminuição do aquecimento global e do efeito estufa, é a biomassa. Mas um dos principais problemas da biomassa como fonte de energia é a sua baixa densidade energética, o que eleva seu custo do transporte e inviabiliza a logística. Um modo de reduzir esta limitação provém do aumento de seu poder calorífico através da pirólise, associada ao aumento de sua densidade aparente pela compressão.
O Brasil é um dos países que possui maior abundância de energia renovável do mundo, e diferente dos outros países, possui algumas vantagens para liderar a agricultura de energia. Como a capacidade de associar à agricultura para geração de energia sem competir com a agricultura para alimentação e com impactos ambientais limitados ao socialmente aceito. Além disso, tem disponibilidade de terras e condições climáticas favoráveis.
A utilização da planta de eucalipto para geração de energia é viável por se tratar de uma planta lenhosa. Por causa da estrutura fibrosa e da tenacidade das plantas lenhosas o consumo de energia na etapa de moagem é maior, mas com o tratamento térmico a mobilidade é melhorada (CHEN et al., 2011). Além disso, o Brasil apresenta grandes plantações de eucalipto, uma cultura com maneijo, controle de pragas e logística já conhecidos.
A pirólise pode ser dividida em três tipos em função da temperatura: torrefação (250-300°C), carbonização (300-600°C) e gaseificação (>(300-600°C). A torrefação consiste em um tratamento térmico da madeira, para diminuir o teor de
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umidade e de voláteis, e aumentar o poder calorífico do produto. O processo, além de melhorar as características energéticas da lenha, é capaz de produzir vários tipos diferentes de combustíveis em função dos parâmetros de operação (DOAT, 1985; FELFLI, 1999). A torrefação também é vantajosa por ser uma tecnologia de baixo custo, já que o processo ocorre à pressão atmosférica e, os equipamentos utilizados não são complexos.
Segundo Felfli (2000), o processo de torrefação gera modificações em algumas propriedades da madeira, juntamente com ajustes de temperatura e do tempo de processo obtêm-se produtos com propriedades energéticas diferentes, devido à diferença na quantidade de carbono fixo e dos teores de voláteis. Pentananunt et al. (1990) estudara, as características de combustão da madeira em um processo de torrefação em unidade de bancada. Verificou-se que a madeira torrificada apreVerificou-sentou de forma significativa, uma maior taxa de combustão e produziu menos fumaça que a madeira sem tratamento.
Com a necessidade de aumentar a densidade energética do combustível e viabilizar a logística da biomassa, é viável a combinação dos processos de torrefação e de compactação. Uslu et al. (2008), em estudo comparativo realizado verificaram que a densidade energética do produto do processo TOP (Combined Torrefaction and Pelletisation) é três vezes maior que a biomassa torrefeita e 1,75 vezes maior que a dos pellets convencionais, confirmando assim alguma das vantagens da combinação do processo de torrefação com de pelletização.
Diante do contexto, este trabalho teve como objetivo principal o estudo da tecnologia na produção de madeira pirolisada para o setor industrial. Foram produzidas amostras de cavaco de Eucalipto Grandis, torradas/carbonizadas em patamares de temperatura distribuídos de 20 em 20 °C na faixa de 250 a 350 °C. Posteriormente estas amostras e sua matéria-prima original foram caracterizadas energeticamente, e também foi analisada a capacidade de absorção de umidade das amostras, quando submetidas a uma atmosfera saturada de umidade. Ficou evidenciado que fazer a pirólise (torrefação) da madeira para depois compactar visando o transporte do material é um processo interessante que tem um consumo de energia compatível com o combustível alternativo.
2. MÉTODOS E PROCEDIMENTOS
De acordo com Bergman et al. (2005), o processo de torrefação é dividido em cinco etapas principais. Inicialmente a biomassa é aquecida até que o estágio de secagem seja atingido. A partir de 100 °C a água livre é evaporada em temperatura constante. Na etapa pós-aquecimento e secagem, a temperatura é aumentada para 200 °C para que água ainda seja liberada. Nessa fase pode ocorrer perda de massa por evaporação. A temperatura de torrefação é definida como a temperatura máxima constante (acima de 200 °C), é a etapa que ocorre maior perda de massa. Durante a torrefação a hemicelulose volatiliza, e a massa resultante torna-se hidrofóbica, modificação benéfica para o transporte da biomassa. O processo volatiliza os compostos orgânicos da madeira, perdendo alguma energia, mas ocorre aumento da densidade energética da massa resultante. Por fim, o produto torrefeito, um produto intermediário entre a madeira seca e o carvão vegetal, é resfriado abaixo de 200 °C (VAN DER STELT et al., 2011).
No estudo foi utilizado como material o cavaco de Eucalipto Grandis. O cavaco de eucalipto foi adquirido pela Universidade Federal da Bahia (UFBA) com aproximadamente 30% de umidade e tamanho de 2x10x12 mm. O processo de pirólise foi dividido em duas etapas: primeiramente a secagem, seguida da torrefação.
I. Secagem da Madeira
As amostras úmidas foram acondicionadas em caixas metálicas e posteriormente aquecidas numa mufla elétrica automática, visando à redução da umidade ao máximo possível antes do processo de torrefação. O procedimento de secagem foi realizado num patamar de temperatura de 180 °C com duração de 2 horas.
II. Torrefação
Com as amostras já secas, estas foram acondicionadas em tonéis metálicos de 0,2 m³ isolados termicamente com lã de rocha, cujo aquecimento se deu pela exaustão de um motor ciclo Otto. O gás quente foi conectado lateralmente na parte inferior do tonel abaixo da tela metálica de sustentação da biomassa. Ao passar pelo leito de cavaco, o gás de combustão saia pela parte superior através de uma conexão com rosca de 2’’ instalada na tampa superior do tonel.
O perfil de temperatura ao longo da altura do tonel foi monitorado por quatro termômetros bi metálicos instalados em sua lateral, sendo: 1 termômetro na entrada dos gases parte inferior do leito de secagem; 1 termômetro na saída dos gases de exaustão após passar pelo leito do experimento e 2 termômetros equidistantes em posições intermediárias do leito.
O fluxo de gases e a temperatura do gás quente foram controlados pela rotação e pela carga do motor. A rotação do motor foi manipulada pelo acelerador deste e a carga pela atuação da carga no dinamômetro hidráulico acoplado no motor. Ao atingir sua temperatura final o tonel com a amostra foi desconectado do motor isolado do contato com o ar pela instalação de caps nos bocais de entrada e saída e mantido abafado até atingir a temperatura ambiente.
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O motor com capacidade de carga de até 300kW operou acoplado ao dinamômetro hidráulico Shenck com tacômetro para medição da rotação e com célula de carga para medição de torque.
Figura 1. Sistema de Pirólise de Madeira
Durante a torrefação, há uma perda de aproximadamente 30% de massa constituída pelos subprodutos provenientes da degradação da madeira e da umidade contida na mesma. Essa massa perdida é composta por água, condensáveis (ácido pirolenhoso, furfural, ácido acético) e gases não condensáveis (CO2, N2, CO, CH4 e H2). Portanto,
a torrefação é uma secagem drástica da madeira, acompanhada de um início de alteração dos componentes estruturais da madeira: celuloses e hemiceluloses.
Após a conclusão das etapas de secagem e torrefação, foram realizadas as análises de caracterização das amostras. Para cada tipo de amostra foram separados três pequenos pacotes de 100g com diferente destinação. Foi analisado o poder calorífico; análise elementar; e a densidade aparente, umidade e consumo de energia na formação de briquetes. Todas as análises foram realizadas em triplicidade em laboratórios distintos. O Poder Calorífico Superior (PCS) da biomassa foi determinado na bomba calorimétrica C2000 do laboratório NEST da UNIFEI, e neste mesmo laboratório, foi determinado à umidade da biomassa para correção do poder calorífico, através de um analisador automático de umidade.
Foi analisada também a capacidade de reumidificação da madeira antes e após o processo de torrefação. Coletou-se amostra Coletou-seca, e com as temperaturas de 250 a 350 °C. Para esColetou-se experimento os cavacos de madeira foram acondicionados em um béquer de vidro de vidro com um volume de água. A amostra foi depositada um recipiente de plástico de tal forma que o cavaco não tocasse diretamente na água. Na parte superior do béquer foi colocado um filme plástico de polietileno para impedir a saída do vapor d’água e manter um ambiente saturado no interior do recipiente. A amostra era pesada periodicamente até entrar em equilíbrio higroscópico.
III. Densificação
A densificação é um processo de compactação que consiste basicamente na aplicação de pressão a uma massa de partículas com ou sem adição de ligante, produzindo combustível de alta qualidade, limpo, maior densidade, poder calorífico elevado, umidade uniforme, queima uniforme e maior rendimento na eficiência de queima e liberação de calor.
A energia requerida para o processo de compactação depende da umidade, tamanho e tipo de material a ser densificado, e o equipamento que será utilizado. A umidade e a massa específica possuem grande influência na
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qualidade do combustível densificado. O teor de umidade tem influência no poder calorífico do combustível, pois quanto mais úmido, maior será a quantidade de energia necessária para o aquecimento e evaporação da água presente no material. A massa específica influencia na combustibilidade do combustível, quanto maior a massa específica, maior será esta propriedade no material (MIGLIORINI, 1980).
Para obtenção de um produto de melhor qualidade e resistência mecânica, o processo de densificação utilizou calor e alta pressão, o que proporciona uma maior aderência das fibras. Os cavacos de madeira foram depositados em um cilindro com dimensões internas de 190 x 80 mm e em seguida, o material foi depositado no ponto de compressão. Para não ultrapassar o limite inferior, o extensor foi acionado. Depois de posicionado o material no cilindro e o extensor acionado a força é aplicada de forma contínua até o limite de compressão máxima do equipamento.
Para o levantamento da curva de pressão x energia consumida foi utilizada uma prensa com capacidade de 2000 kgf da marca Wykeham-Farrance, com velocidade variada, com um sistema de leitura e registro de dados.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os testes realizados com o cavaco de eucalipto nos laboratórios da UFBA apontaram uma umidade inicial em torno de 30%. A elevada carga térmica para vaporização/secagem desta umidade, associada à baixa condutividade térmica da madeira requer bastante tempo de processo. Devido ao grande volume de amostras a ser produzido e o volume da estufa elétrica, fez-se necessário realizar a secagem inicial a 180 °C, sendo observado um tempo de secagem de aproximadamente de 2 horas, nesse processo a umidade da madeira ficou em torno de 20%.
O final da torrefação de cada amostra foi determinado pela medição da temperatura do leito de cavaco, ao atingir a temperatura definida para cada caso (250 °C, 290 °C, 310 °C, 330 °C e 350 °C). Pôde-se constatar que o experimento de torrefação acima de 300°C ocorreu um processo exotérmico, fazendo a temperatura do leito de cavaco (parte inferior) superar a temperatura do gás de combustão usado como fonte de calor. Este fato forçou a redução da temperatura na entrada do leito para controle da temperatura.
As variações de tempo e temperatura do processo de tratamento térmico estão de acordo com a finalidade da madeira torrefeita. Segundo Rodrigues (2009), esta madeira, para o uso energético é benéfico à diminuição da higroscopicidade, pois garante melhor eficiência na geração de energia térmica.
O processo de torrefação reduz a razão O/C da biomassa assim como aumenta a fração de carbono elementar. Na “Tab. 1”, pode-se verificar que com o aumento da temperatura, a quantidade de carbono fixo aumenta e a quantidade de voláteis retidos na biomassa diminui o que faz o Poder Calorífico Superior (PCS) aumentar, tornando a biomassa torrefeita mais energética. Além disso, pode-se verificar que a variação do tempo, para uma mesma temperatura também ocasiona alteração na caracterização dos briquetes. Para uma mesma temperatura a quantidade de carbono fixo e do PCS aumentam.
Tabela 1. Caracterização de madeira torrefeita
Características da biomassa Cavaco in natura Cavaco torrado 250 °C 290 °C 310 °C 330 °C 350 °C Voláteis (%) 76,4 77,5 45,6 31,0 34,0 49,3 Carbono Fixo 23,2 22,1 53,6 68,1 65,3 49,9 Cinzas 0,4 0,4 0,8 0,9 0,6 0,7 Umidade 30,0 - - - - -
Poder calorífico superior kcal/kg 4.239 4.886 5.857 6.186 5.821 6.088
O poder calorífico das amostras foi determinado nos laboratórios da UNIFEI e a análise imediata das amostras foi realizada nos laboratórios da SOLUMAD, SOLUÇÕES E INOVAÇÕES EM TECNOLOGIA DE MADEIRAS LTDA, em Santa Catarina.
A análise elementar das amostras foi realizada nos laboratórios da Central Analítica da USP. Considerando-se a relação empírica da análise elementar com o poder calorífico (Masone & Ganghi, 1983) “Eq. (1)” e da análise imediata com o poder calorífico (Vale et al., 2002) “Eq. (2)” e “Eq. (3)”, foi possível obter os resultados ajustados da análise elementar, onde o valor médio dos três resultados é apresentado na “Tab. 2”.
PCS = 34095*C + 132298*H + 6848*S – 1531*Z – 11996*(O + N) (1) PCS (J/g) → base seca
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PCS = 8.239,47 – 32,95*V (2) PCS em kcal/kg; V em %; T ≥ 300 °C
PCS = 4.934,43 + 33,27*CF (3) PCS em kcal/kg; CF em %; T ≥ 300 °C
O poder calorífico da madeira de eucalipto com 30% de umidade (típico de um eucalipto após o corte e um período de manejo antes do uso como combustível) é 3850 kcal/kg, esse valor varia de 3700 a 4000 kcal/kg. Após o processo de torrefação a biomassa apresenta um poder calorífico que varia de 4700 a 5300 kcal/kg (JENKINS, 1990). Analisando a “Tab. 2” é possível perceber que o poder calorífico das amostras tratadas encontra-se na faixa citada, mas que sofre influência da temperatura do processo de torrefação. Com o aumento da temperatura, o teor de carbono também aumenta consequentemente o poder calorífico também.
Tabela 2. Analise elementar e do poder calorífico superior corrigidos das amostras de cavaco de madeira (%massa) Elemento Cavaco in natura Cavaco torrado 250 °C 290 °C 310 °C 330 °C 350 °C C (%) 45,1 53,2 65 70 74 74 H 6,3 5,5 4,5 4,5 4,5 4,4 O 48,3 41 30 25,3 21 20,9 N 0,3 0,3 0,5 0,4 0,5 0,7 S <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 Cl <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 PCS (kcal/kg) 4.261 4.885 5.838 6.319 6.829 6.795
Depois do processo de torrefação, os produtos de biomassa sólida têm um menor volume e maior densidade de energia do que a biomassa não tratada e, portanto, o custo de armazenamento e transporte é reduzido. Se os produtos sólidos são prensadas em briquetes sua densidade energética é melhorada. Com o aumento da boa afiação dos produtos sólidos que compõem a biomassa, este combustível pode ser usado em larga escala em uma caldeira.
O uso de pellets de biomassa além de criar novas oportunidades no setor industrial, reduziria a dependência do carvão, bem como as emissões de gases de efeito estufa associados com o uso do mesmo. A produção dos pellets é um atrativo estratégico para a indústria de transformação da madeira, por isso, tem se desenvolvido de forma muito dinâmica (KARKANIA et al., 2012).
A etapa de resfriamento da densificação contribui para que a lignina da madeira alcance o seu maior potencial aglutinante, fundamental para os pellets manterem a sua nova forma. A torrefação e a densificação podem ser muito complementares ao considerar os prós e os contras de seus produtos resultantes. A combinação do processo de torrefação com o processo de densificação, teoricamente, oferece soluções para os problemas encontrados com a degradação biológica e da durabilidade dos biopellets. A torrefação pode ser potencialmente aplicada a uma ampla variedade de biomassa, de modo que a gama de matérias-primas de biomassa para biopellets pode ser expandida. O acréscimo do processo de densificação posteriormente ao de torrefação oferece soluções para certos problemas de biomassa torrefeita, como o baixo volume de densidade energética e a forma de poeira.
A madeira seca oferece combustão mais rápida e um melhor rendimento na carbonização. A lignina permite a produção do pellet sem a necessidade de ligantes. Devido ao baixo teor de umidade, os pellets geram menos fumaça, acendem rapidamente e deixam pouco resíduos de cinzas, o que facilita a limpeza. Para garantir uma boa combustão é necessário que o pellet seja guardado em um local com pouca umidade e protegido de sujeiras.
A densificação por meio da pelletização é uma tecnologia comprovada para melhorar as propriedades da biomassa para sua conversão em calor e energia. Pellets a partir de biomassa torrefeita são atraentes em relação à moabilidade, combustão, armazenamento, transporte e manuseio, o que tornam atraentes como substituto do carvão. Segundo Bergman (2005), os pellets torrefeitos mostram melhor comportamento hidrofóbico, maior densidade que o pellet convencional. O processo TOP – Combined Torrefaction and Pelletisation- é a combinação do processo de torrefação com a pelletização.
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A utilização de pellets de madeira torrefeita além de facilitar o transporte da biomassa, trata-se de um combustível renovável, o que proporciona redução das emissões de gases causadores do efeito estufa, por causa do sequestro de carbono e da substituição de queima de combustíveis fósseis. A entrada do briquete/pellet no mercado indiretamente reduz o desmatamento de florestas nativas, e associado ao fato de que, segundo a ABRAF (2006) 85% das florestas plantados responde por todos os produtos de origem florestal reduzem a pressão antrópica, gerando resíduos que podem ser utilizados na produção de briquetes/pellets.
Referindo-se aos produtos adensados energéticos, Varela et al. (1999) mostram que do ponto de vista econômico e quanto à redução dos impactos ambientais relacionados à produção, transporte e uso de combustíveis fósseis, é mais vantajosa a utilização de descartes ligno-celulósicos em forma de briquete/pellet. Por ter uma umidade entre 5% e 15%, comparado à lenha doméstica ou plantada na faixa de 25%, o briquete/pellet tem um poder calorífico útil maior, sendo assim mais competitivo principalmente na época de chuva, quando a lenha está molhada (QUIRINO, 2002). Como o comércio é feito por preço por tonelada e o frete pago por metro cúbico, quanto maior for a densidade a granel menor será o valor do frete. Desta forma, a característica de concentração energética, assim como a densidade a granel são fatores que favorecem a demanda de briquete/pellet, principalmente nas distâncias maiores de 100 km da fábrica (PEREIRA, 2006).
A compressão das amostras torradas possibilitou uma redução de até 70% do volume inicial, “Fig. 2”, com um baixo consumo energético, algo na ordem de 0,01% da energia contida no combustível, ou seja, a relação da energia gasta na compressão pela energia contida na madeira (PCS).
Figura 2. Deformação das amostras por compressão
Quanto às análises de reumidificação das amostras, verificou-se que o ganho de água ocorreu na amostra de cavacos (amostra seca), ou seja, o material que foi submetido ao processo de pirólise, o ganho foi de aproximadamente 3 pontos percentuais ou seja, 18% de aumento na umidade passando de 13,54% para 16,10%. Salienta-se que a cada experimento ficou aproximadamente 1 mês com a amostra sendo testada.
4. CONCLUSÃO
A biomassa apresenta propriedades desfavoráveis para o seu uso em larga escala: alto teor de umidade, baixa densidade energética, natureza higroscópica, difícil armazenagem. De acordo com a pesquisa desenvolvida verificou-se que o processo de torrefação é um procedimento viável para o condicionamento energético da biomassa de eucalipto. Este tratamento térmico provoca alterações significativas em suas propriedades e beneficia o seu transporte. As propriedades da madeira torrefeita, menor teor de voláteis e consequentemente o aumento do teor de carbono fixo, indicam seu melhor uso. Em sistemas que utilizam a biomassa natural, a madeira torrefeita tem grandes vantagens como seu maior PCS e menor emissão de voláteis.
Neste trabalho foi apresentada a caracterização de madeira de eucalipto torrada em diferentes temperaturas, como a avaliação do consumo de energia para a compactação da mesma. Fica evidenciado que fazer a pirolise (torrada) da madeira para depois compactar visando o transporte do material é um processo interessante que tem um consumo de
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energia compatível com o combustível alternativo. A combinação do processo de torrefação seguido pelo processo de densificação favorece a utilização da biomassa em maior escala no mercado.
A compressão das amostras torradas teve uma redução de até 70% do volume inicial, e evidenciou uma eficiência muito alta devido ao baixo consumo energético, algo da ordem de 0,01% da energia contida no combustível, ou seja, a relação da energia gasta na compressão pela energia contida na madeira (PCI).
Com relação à análise elementar das amostras o valor médio dos resultados das amostras de cavaco de madeira (% massa) revelou que o teor de carbono variou de 45,1 a 73,3%, o hidrogênio foi de 6,3 a 4,4%, mostrando que o houve uma diminuição por ser mais leve e fica mais reativo. Algo similar acontece com ao oxigênio, que variou de 48,3 a 21,7% sempre inicialmente do cavaco de madeira para a madeira torrada a 350ºC.
Finalmente apesar de ter sido montado e realizado um experimento com certa rapidez, utilizando um motor do ciclo Otto para ser a fonte de calor para o processo de pirólise ou torrefação, recomendamos e iremos realizar outro experimento com um maior detalhamento visando o levantamento de todos os parâmetros e a realização de todas as propriedades físico-químicas, bem como as análises serão realizadas nos laboratórios da UFBA/CIENAM.
A atividade proposta associada a indústria ou setores correlatos apresenta grande potencial de contribuição econômica, ambiental e impactos sociais. A biomassa, por se tratar de um combustível renovável, proporciona benefícios ambientais, ganhos para a sociedade, geração de emprego interno. A quantidade de CO2 e SO2 emitidos pelo
combustível renovável é muito menor que os demais combustíveis, o que torna sua utilização muito favorável ambientalmente. Com isso, por possuir ganhos ambientais o governo proporciona incentivos fiscais possibilitanto pesquisa para o uso da biomassa como combustível. Assim como foram caso do biocombustível e do etanol, combustíveis mais limpos que tiveram incentivos fiscais do governo, e estão dando certo até hoje.
5. REFERÊNCIAS
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6. RESPONSABILIDADE AUTORAL
Os autores Ane Caroline Pereira Borges, Carine Tondo Alves e Ednildo Andrade Torres são os únicos responsáveis pelo conteúdo deste trabalho.
TORREFACTION AND DENSIFICATION OF WOOD CHIPS TO USE
BIOMASS IN THE INDUSTRIAL SECTOR
Ane Caroline Pereira Borges, anecborges@gmail.com ¹; Carine Tondo Alves, carinetondo@ifba.edu.br ²; Ednildo Andrade Torres, ednildo@ufba.br ³.
¹ ² ³ Universidade Federal da Bahia–UFBA, Rua Professor Aristides Novis, 02 – Federação. Salvador/BA ² Instituto Federal da Bahia – IFBA
Abstract: The use of biomass as a feedstock for biofuel production has been increasing importance lately, in order to
reduce the excess emissions of Greenhouse Gases (GHG’s). Carbon dioxide emissions from the use of biomass as fuel are considered neutral, since its use provides a balance in the balance between capture and carbon emissions in the power generation cycle. However, biomass has some difficulties such as high moisture content, hygroscopic nature, low energy density, difficult storage which consequently prevents the logistics. One way to alleviate these constraints is to convert biomass into a biofuel high potential energy. This is possible by the combination of the torrefaction process, which increase the calorific value of biomass, followed by a densification process, which increases its density. The main purpose of this study was to realization of the processes of roasting and densification of wood chips for the production of torrefied wood, in the Energy and Gas Laboratory (LEN) at UFBA. The benefits of the combination of the torrefaction process with the densification process (briquetting or pelletization) as well, tests were analyzed to compare the energy density of the torrefied eucalyptus before and after densification process. The combination of torrefaction process followed by densification process results in the use of biomass in a larger scale on the market, after the densification process, the solid biomass products have a lower volume, higher stability and higher energy density, which makes the lower cost of storage and transportation. With viable logistics and favorable changes of the torrefied biomass properties, this has different purposes for its application in the generation of thermal or electric.
Keywords: Wood biomass. Eucalyptus chip. Torrefaction. Densification.
