Potencialidades para o aproveitamento de biomassa de casca de café robusta para a geração de energia

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:29:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10086_Vanessa Dal-Bó da Silva.pdf: 2305671 bytes, checksum: 58a5592eca199537cbffb173e1dc3258 (MD5) Previous issue date: 2016-08-02No Brasil, a região norte do Espírito Santo destaca-se como a principal produtora de café robusta. Durante o processamento do café em coco, gera-se cerca de 50% de cascas, que na maioria das vezes são descartadas de forma inadequada. Este trabalho teve como objetivo elaborar a síntese estrutural do aproveitamento tecnológico da casca do café para a obtenção de energia, por meio dos métodos heurísticos e evolutivos. Primeiramente, foi realizado a síntese estrutural para a geração de energia, através de árvores de estado. Em seguida foi realizada a analise experimental da casca do café, por meio de caracterização, secagem e combustão da biomassa. Para a caracterização, foram determinados o teor de água, matéria volátil, cinzas e carbono fixo, além do poder calorífico, densidade e granulometria. A cinética de secagem da casca do café foi realizada em camada fina, por meio de um secador convectivo com fluxo de ar paralelo. Foi elaborado um planejamento fatorial para o estudo do efeito da temperatura (50 à 80° C) e da velocidade (0,5 à 2,5 m/s) sobre a umidade. Foram analisados os modelos semi-empíricos de Lewis, Brooker, Henderson, Page e Overhults, para determinar uma equação que melhor representasse a cinética de secagem. Para a combustão, foram monitoradas, durante os ensaios, as emissões de gases poluentes, como monóxido de carbono, dióxido de carbono, dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos. Para a otimização estrutural, foram aplicados o método heurístico, para a identificação do fluxograma base, e o método evolutivo, para determinar os vizinhos estruturais. A árvore de estados foi dividida em quatro rotas tecnológicas, biodigestão anaeróbia, combustão direta, gaseificação e pirólise. O processo de biodigestão foi estruturado em cinco subsistemas e 36 ramos, o de combustão em oito subsistemas e 936 fluxogramas, o de gaseificação e pirólise em oito subsistemas e 1404 ramos cada. A caracterização do material indicou elevado potencial energético e foi útil para definir o fluxograma de recuperação energética. O estudo de secagem foi importante para avaliar os parâmetros e foi útil para elaborar as regras heurísticas. A combustão, nas condições utilizadas, precisa de maiores estudo para a sua aplicação efetiva, visto que as emissões gasosas ultrapassaram os limites estabelecidos pelo CONAMA. Com base nas regras heurísticas, o estudo apontou o fluxograma-base de número 1303, que compõe o processamento por via seca, moinhos finos, sem secagem, briquetagem, pirólise em leito fluidizado circulante, com integração energética, precedido de geração a combustível como promissor para a utilização da palha do café. Pelo método evolutivo identificaram-se onze vizinhos estruturais. Este estudo contribui para o desenvolvimento sustentável e incentiva o aperfeiçoamento de novas tecnologias para o aproveitamento de biomassa