Potencialidades dos resíduos agroindustriais para geração de energia por meio de briquetes de serragem e óleo de frango.
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Data
2024
Autores
Imberti, Rodrigo Mazolini
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Resumo
Diante da necessidade de explorar resíduos com potencial energético para a produção de briquetes, foca-se na utilização de serragem e pó de serra de Pinus elliottii (PE) e Eucalyptus grandis (EG), abundantes nas serrarias do oeste do Paraná. Essa abordagem também inclui a incorporação de óleo visceral de frango (OVF), provenientes de indústrias de processamento avícola, e óleo de frango assado (OFA), coletado em fornos rotativos de estabelecimentos alimentícios. O objetivo é avaliar a viabilidade destes materiais na produção de briquetes como um combustível sólido sustentável, visando contribuir para a economia circular sem pretender substituir integralmente os combustíveis fósseis. O OFA é frequentemente descartado inadequadamente, enquanto parte é utilizada para fabricação de sabão artesanal. O OVF é destinado à produção de ração animal, alguns alimentos e biodiesel e apenas uma pequena parte é desperdiçada. O processo de produção dos briquetes engloba a separação granulométrica das serragens e a decantação dos óleos de frango, utilizando o sobrenadante. Foram realizados 27 experimentos baseados no design composto central (CCD), com repetição de dois pontos centrais e aplicação da técnica da árvore de estados com regras heurísticas, visando identificar o fluxograma ótimo e os vizinhos estruturais. As misturas resultantes foram moldadas em briquetes de 40 g sob uma carga de 12.000 kgf (~60 MPa) por 3 min. Após a desmoldagem, os briquetes foram pesados, medidos e armazenados adequadamente. Os resultados indicaram que o teor de óleo nos briquetes deve ser inferior a 15% para evitar perda por exsudação durante a prensagem. Quanto às serragens, foram feitas a classificação granulométrica e análise imediata. As matérias-primas e os briquetes foram submetidos à determinação da massa específica (ρ) e do poder calorífico superior (PCS). A análise termogravimétrica (TGA) permitiu determinar as faixas de degradação térmica e avaliar o resíduo de cinzas. Nos ensaios de resistência mecânica, não foram observadas diferenças significativas entre os briquetes. Determinou-se a densidade energética (DE), foi feita a análise da vida útil e custos dos briquetes, no qual contatou-se que é economicamente viável evitar o uso do OVF. Os óleos de frango mostraram potencial como ligantes nos briquetes e contribuíram para aumentar o PCS. O tipo de serragem e o tamanho das partículas tiveram impacto mínimo nos resultados. O experimento 9 foi identificado como ótimo, dentre os 27, correspondendo ao fluxograma da árvore de estados [0262] com 21,25% EG, 63,75% PE, 3,75% OVF e 11,25% OFA em massa. Vizinhos estruturais foram identificados com base nesta composição, totalizando 10, sendo 4 variando a composição entre as serragens, 5 variando as granulometrias possíveis e 1 variando o tipo de óleo para 100% de OFA. O desempenho na combustão dos briquetes mostrou-se adequado e apresenta-se como uma alternativa promissora e atendeu 5 objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS) que são o 7, 9, 12, 13 e 15 das nações unidas.
Descrição
Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Doutor em Energia e Sustentabilidade.
Palavras-chave
Frango assado, Serraria, Árvore de Estados, Regras Heurísticas, Sustentabilidade, Combustão