Torrefação seca oxidativa do bagaço de cana-de-açúcar para fins energéticos - Ramos, Juan Pablo Arteaga [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
A Biomassa é uma energia renovável que visa a substituição parcial dos combustíveis fosseis, dentre essas biomassas destacasse no Brasil o bagaço de cana-de-açúcar (BCA), o qual é um subproduto do processamento de cana-de-açúcar (a maior safra produzida no país). No Brasil surgiu a necessidade de aproveitar o BCA, e atualmente supre ao redor de 16% da demanda energética nacional. No entanto, o uso de BCA na produção de energia tem seus desafios, isto devido à natureza intrínseca do material e a características que dificultam seu processo de queima. Porém, para melhorar essas características pode ser aplicado um método de pré-tratamento. A torrefação, conhecido como um processo de prétratamento termoquímico onde a biomassa é aquecida, normalmente num ambiente com atmosfera inerte facilitando a eliminação de água e material volátil, obtendo ao final uma biomassa com características combustíveis melhoradas. Contudo, o uso de um ambiente inerte na torrefação dificulta a sua implementação em escala industrial. O objetivo deste trabalho foi estudar a torrefação de BCA num ambiente oxidativo, utilizando temperaturas entre 200 e 300 °C e concentrações volumétricas de oxigênio entre 0 e 20%. Obtive-se que a torrefação oxidativa melhorou as características energéticas do BCA, e os parâmetros de avaliação mostraram uma tendencia definida com o aumento da temperatura e a concentração de oxigênio, por exemplo, o fator de melhoramento aumento, no entanto, o rendimento energético e rendimento mássico diminuíram. Porém, a torrefação oxidativa conseguiu gerar calor dentro do reator, diminuindo a demanda energética do processo e obtendo resultados semelhantes ao da torrefação inerte em temperaturas inferiores, o que visa sua implementação na escala industrial.

Biomass is a renewable energy that aims to partially replace fossil fuels, among these biomasses, sugarcane bagasse (SB) stands out in Brazil, which is a byproduct of sugarcane processing (the largest crop produced in the country). In Brazil, the need to use bagasse arose, and it currently supplies around 16% of the national energy demand. However, the use of BCA in energy production has its challenges, due to the intrinsic nature of the material and characteristics that make its burning process difficult. Conversely, to improve these characteristics a pre-treatment method can be applied. Torrefaction, known as a thermochemical pre-treatment process, where biomass is heated, usually in an environment with an inert atmosphere, facilitating the elimination of water and volatile material, finally obtaining a biomass with a low moisture content, high energy density and improved calorific value. But the use of an inert environment in torrefaction makes it difficult to implement it on an industrial scale. The objective of this work was to study torrefaction of sugarcane bagasse in an oxidative environment, using temperatures between 200 and 300 °C and volumetric oxygen concentrations between 0 and 20%. It was found that oxidative roasting improved the energy characteristics of the SB, and the evaluation parameters showed a definite tendency with increasing temperature and oxygen concentration, for example, the enhancement factor increased, however, the energy yield and mass yield decreased. Nonetheless, oxidative torrefaction was able to generate heat inside the reactor, reducing the energy demand of the process and obtaining results like inert torrefaction at lower temperatures, which aims at its implementation on an industrial scale.
Torrefação seca oxidativa do bagaço de cana-de-açúcar para fins energéticos
Keywords: Biomassa; Processos termoquímicos; Energia; Biomass; Thermochemical processes; Energy; Energia - Fontes alternativas; Bagaço de cana