Briquete de serragem de eucalipto torrificada para fins energéticos

Abstract

A madeira de eucalipto é a principal espécie produzida no Brasil para uso industrial. A partir da industrialização são gerados resíduos como a serragem de eucalipto com propriedades como baixa massa específica, baixo poder calorífico higroscopicidade, não uniformidade, elevado teor de umidade, tornando pertinente a adoção de pré-tratamento para uso energético. A torrefação é um pré-tratamento que resulta em um produto torrificado com propriedades superiores a biomassa in natura, como elevado poder calorífico, mudança da propriedade higroscópica para hidrofóbica, elevado teor de lignina. E a densificação mecânica na produção de briquetes visa a viabilidade do manuseio, transporte e armazenamento, uma vez que, a densidade e a energia por volume aumentam de forma substancial. O objetivo desse trabalho foi a integração da torrefação-densificação da serragem de eucalipto, as propriedades físicas mecânicas e energéticas da serragem torrificada e dos briquetes desta biomassa foram avaliadas. A integração torrefação-densificação se mostrou eficiente para o melhoramento das propriedades energéticas da serragem de eucalipto e os briquetes tiveram propriedades de resistência mecânica adequados para o uso. Os resultados demonstraram que a produção de briquetes a partir da serragem de eucalipto torrificada aumenta significativamente a densidade energética. A serragem torrificada aumenta o poder calorifico e decai o rendimento mássico de acordo com o aumento da temperatura de torrefação, para uma torrefação sustentável de serragem de eucalipto necessita que a temperatura seja inferior a 275ºC. A densidade dos briquetes foram superiores a 1000 kg.m-3 e resistência mecânica elevada, os maiores valores de resistência mecânica foi alcançada com 275ºC, de 5,08 MPa e densidade média de 1196 kg.m 3 . Houve uma menor interação da gota de água com as superfícies do briquete nas condições no intervalo das temperaturas 250-275°C com o ângulo de contato da gota de 116,2 e 107°, respectivamente, indicando o grau de hidrofobicidade dos briquetes de serragem de eucalipto torrificadas.

Eucalyptus wood is the main species produced in Brazil for industrial use. The industrialization process generates waste such as eucalyptus sawdust, which has properties like low bulk density, low calorific value, hygroscopicity, non-uniformity, and high moisture content, making the adoption of pre-treatment for energy use relevant. Torrefaction is a pre-treatment that results in a torrefied product with superior properties compared to raw biomass, such as higher calorific value, a shift in hygroscopic property to hydrophobic, and increased lignin content. Mechanical densification in the production of briquettes aims at the feasibility of handling, transportation, and storage, as both density and energy per volume increase substantially. The objective of this study was the integration of torrefaction and densification of eucalyptus sawdust. The physicalmechanical and energetic properties of the torrefied sawdust and the briquettes made from this biomass were evaluated. The torrefaction-densification integration proved to be efficient for improving the energy properties of eucalyptus sawdust, and the briquettes exhibited adequate mechanical strength for use. The results showed that briquette production from torrefied eucalyptus sawdust significantly increases energy density. Torrefied sawdust increases calorific value and decreases mass yield as the torrefaction temperature increases. For sustainable torrefaction of eucalyptus sawdust, temperatures must be kept below 275°C. The briquette densities were above 1000 kg.m-3, with high mechanical strength. The highest mechanical strength values were achieved at 275°C, with 5.08 MPa and an average density of 1196 kg.m-3. There was less interaction between the water droplet and the briquette surfaces at temperatures in the 250-275°C range, with contact angles of 116.2° and 107°, respectively, indicating the degree of hydrophobicity of the torrefied eucalyptus sawdust briquettes