Otimização da produção do carvão vegetal por meio do controle de temperaturas de carbonização

Abstract

Embora nos últimos anos diversas pesquisas tenham sido desenvolvidas com o intuito de melhorar os índices de qualidade da madeira (densidade básica, composição química), grande parte da produção brasileira de carvão ainda ocorre em fornos com baixo rendimento gravimétrico e com emissões de gases poluentes. Na tentativa de alterar esse cenário, este trabalho objetivou avaliar o funcionamento de um sistema forno-fornalha e também o ajuste de faixas de controle da carbonização em função do tempo e da temperatura, levando-se em consideração a degradação térmica da madeira, com vistas a maximizar o rendimento em carvão vegetal. Foram construídos três fornos circulares de alvenaria acoplados a uma fornalha, para queima dos gases gerados durante a carbonização. O controle da carbonização foi realizado através da mensuração da temperatura interna com sensor infravermelho. De acordo com os resultados, o controle da carbonização realizado com base nas faixas de carbonização proporcionou rendimento médio de 33% de carvão, 8% de atiço e 3% de finos. A fornalha mostrou-se eficiente na redução de emissão de fumaça para o ambiente, funcionando durante um terço do tempo de carbonização. Conclui-se que o sistema forno-fornalha apresenta produção satisfatória de carvão vegetal, com baixa emissão de fumaça durante a carbonização da madeira.

Although in recent years several studies have been done with the aim of improving the wood quality indices (basic density, chemical composition), much of the Brazilian charcoal production still occurs in kilns that have low gravimetric yield and uncontrolled emissions of polluting gases. In an attempt to change this scenario, this work was developed with the objective of evaluating the operation of a kiln-furnace system. The work also aimed to adjust carbonization control ranges according to temperature and time, taking into account the thermal degradation of wood in order to maximize the yield of charcoal. Three kilns were built, attached to a furnace for burning the gases generated during the carbonization. Control of carbonization was conducted using internal temperature, measured by an infrared temperature sensor. According to the results, controlling time and temperature during the carbonization provided average gravimetric yields of 33% charcoal, 8% semi-carbonized wood and 3% fines (particle size less than 12.7 mm). The furnace was efficient in reducing fume to the environment, working for a third time carbonization. It is concluded that the kiln-furnace system presents satisfactory production of charcoal, with low fume during carbonization.