A sustentabilidade energética por insumo da biomassa para o beneficiamento do açaí em agroindústria de Belém, Pará

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1 A sustentabilidade energética por insumo da biomassa para o beneficiamento do açaí em agroindústria de Belém, Pará apresentação Jane Tassinari Fantinelli Pesquisador Colaborador NIPE Unicamp Profa. Universidade São Francisco Campinas 13, 14, 15 de dezembro de 2010

2 AVALIAÇÃO DAS INSTALAÇÕES DE AQUECIMENTO SOLAR NO BRASIL PROJETO CONVÊNIO n o ECV 184/2006 ELETROBRAS/PUC-Minas Coordenação Nacional Luis Eduardo Menandro de Vasconcellos e Emerson Salvador DPS-Eletrobras - Elizabeth Duarte Marques Pereira UNA-MG A sustentabilidade energética por insumo da biomassa para o beneficiamento do açaí em agroindústria de Belém, Pará Jane Tassinari Fantinelli¹ Elizabeth Duarte Marques Duarte² José Tomaz Vieira Pereira 3 João Tavares Pinho 4 Wilson Negrão Macedo 4 Alexandre Salomão de Andrade 5 Luis Eduardo Menandro de Vaconcellos 6 Emerson Salvador 6 George Camargo dos Santos 6 Leonardo Nunes Alves da Silva 6 Convênio n o ECV 184/2006Eletrobrás/PUC-Minas Luis Eduardo Menandro de Vaconcellos DPS- Eletrobras (6) Emerson Salvador- DPS-Eletrobras(6) George Camargo dos Santos- DPS-Eletrobras(6) João Tavares Pinho GEDAE- UFPA (4) Wilson Negrão Macedo GEDAE- UFPA ( 4) Elizabeth Duarte Marques Pereira UnA-MG (2) Alexandre Salomão de Andrade PUC-Mina(5) Convênio n o 3889/2007 FUNCAMP/NIPE-UNICAMP/PUC Minas José Tomaz Vieira Pereira FEM-Unicamp (3) Jane Tassinari Fantinelli NIPE-Unicamp(1)

3 OBJETIVO Verificar a viabilidade do uso de coletores solares para o aquecimento de água em agroindústria brasileira de beneficiamento de açai em Belém, Pará. LOCAL DO ESTUDO Unidade industrial na Ilha Murucutú, Margem Furo do Marinheiro Rio Guamá, ao sul de Belém 15 min de barco do Campus UFPA

4 BELÉM AÇAÍ. FONTE ALIMENTAÇÃO FONTE ECONÔMICA FONTE ENERGÉTICA Maior mercado de açaí - mercado totalmente informal 2 maior fonte extrativista vegetal do Pará (70%)depois da madeira Comercialização diária de 300 a 400 ton Base da renda milhares de famílias da região Norte Fonte: Showb, 2006 O Brasil consome 24% do que é consumido no Pará usuários de academias de ginástica Exportação a partir de 2002: EUA, Japão e Europa

5 AÇAÍ. Euterpe oleracea mart Palmeira típica da amazônia FONTE de ALIMENTAÇÃO Dieta básica povos amazônicos Fornece palmito e polpa de fruta 3 litros de frutos + 1 litro de água = 1 litro de vinho Possuí 110 cal para cada 100 gramas de polpa de açaí com xarope de guaraná e glucose Nesta composição ela é rica em cálcio (22mg/100g), fósforo (11mg/100g), vitamina C (10,3mg/100g), manganês (3,29mg/100g)e Vitamina B6 (pirodoxina- 0,07mg/100g).Fonte: TACO,NEPA-Unicamp, 2006

6 A polpa representa de 5 a 15% do volume do fruto O restante - caroço envolto por fibras- representa 85% Fonte: Embrapa AÇAÍ O despolpamento dos frutos do açaí tradicionalmente era feito de forma mecânica e manual Atualmente máquina elétrica desenvolvida pela população popularização do consumo do açaí como bebida pelos bares das cidades (sucos e sorvetes) chuveiro elétrico é usado para obter a água quente, necessária para o rápido mergulho que promove o amolecimento da polpa.

7 AÇAÍ. FONTE ECONÔMICA PRODUÇÃO DE FRUTOS inicio 4-5 anos de idade 4 a 8 cachos 2,5 kg por cacho 10 a 20 ton por hectare 1 ha produz 1000 latas de 20 litros 83% semente 17% polpa e casca Renda para o produtor 3 U$/lata de 20 litros de frutos (15 Kg) Fonte: Jornal Ambiente Brasil, 2009

8 AÇAÍ. FONTE ENERGÉTICA AÇAÍ Teor de umidade Biomassa utilizada ANÁLISE TERMOGRAVIMÉTRICA COMPARATIVA DE DIVERSAS BIOMASSAS Umidade (%) Voláteis (%) Cinzas (%) Carbono fixo (%) Pode calorífico Superior Angelim pedra 23,50 64,00 0,99 11, Angelim vermelho 16,11 68,73 0,99 14, Castanha do Pará 12,34 66,07 0,92 20, Açaí 35,78 79,12 1,32 16, (%) Fonte: Silva; Santos [1] (002), Luczynski, A Castanha do Pará é a que possui Grande teor de umidade o menor teor de umidade. (quantia de água que é liberada quando submetida à certa temperatura, em um determinado tempo) Isto significa que é necessária uma maior quantidade de semente na combustão para gerar a mesma quantidade de energia.

9 AÇAÍ. FONTE ENERGÉTICA AÇAÍPoder calorífico superior cal/g cal/g ANÁLISE TERMOGRAVIMÉTRICA COMPARATIVA DE DIVERSAS BIOMASSAS Biomassa utilizada Umidade (%) Voláteis (%) Cinzas (%) Carbono fixo (%) Pode calorífico Superior Angelim pedra 23,50 64,00 0,99 11, Angelim vermelho 16,11 68,73 0,99 14, Castanha do Pará 12,34 66,07 0,92 20, Açaí 35,78 79,12 1,32 16, (%) Fonte: Silva; Santos [1] (002), Luczynski, cal/g Tanto o caroço de açaí como a casca da castanha do Pará são usados pela Amazonfrut, como insumo energético na caldeira à vapor usada para a geração de energia elétrica nas instalações do empreendimento na Ilha Murutucú cal/g

10 A PESQUISA. Unidade agroindustrial no interior da floresta da Ilha Murutucú ocupa 800 m² Fábrica automatizada -Beneficia e pasteuriza o açaí transforma em polpa - 30 funcionários- Processa 3 ton/dia na safra julh a nov - mix 80% açai+20%guaraná+ açucar orgânico 1995 iniciou recuperação da ilha degradada pela extração 6 anos de manejo Cultiva 35 ha de açai unid manejada pela empresa e Associação dos Cultivadores da Ilha de Murutucú famílias Exporta polpa 95% : EUA (80%) Nova Zelândia/Japão e Inglaterra (15%) Mercado Nacional: maquina embaladora

11 O transporte do açaí colheita - Ilha sujeita às marés do Rio Guamá Caminhos suspensos ou pauvias madeira de ipê Fornecimento região norte da Ilha do Marajó barcos Açaí se deteriora facilmente tempo limite 12 horas

12 O BENEFICIAMENTO DO AÇAÍ ORGÂNICO a água quente necessária p/rápida lavagem do fruto do açaí; o vapor de água a eletricidade utilizado no processo de aquecimento e resfriamento da pasteurização da polpa produzida para geração das temperaturas negativas nas câmaras de congelamento do armazenamento da polpa

13 PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA NA AGROINDÚSTRIA Caldeira à vapor baseada no ciclo Rankine 2,200 kg de vapor/hora Foi reconstruída em 1987, em Belém, para a agroindústria Utiliza o vapor de água como fluído de trabalho para prover força motriz e acionar um gerador elétrico Stoltz (160 KVA; 128kW; 220/450 V)

14 INSUMOS ENERGÉTICOS UTILIZADOS NA CALDEIRA À VAPOR resíduos de fontes renováveis Açaí refugo do descascamento da agroindústria Castanha do Pará 600 máquinas manuais de descascamento das fábricas de beneficiamento da castanha em Belém - vem de barco=custo zero Madeira Refugo da construção civil Vem de barco=custo zero MISTURA DE RESÍDUO 100 kg/h caroço de açaí (40%) + casca de castanha (40%) + madeira (10%) gera a temperatura de 1200 C e produz vapor seco

15 OS RESÍDUOS DA BIOMASSA COMO APROVEITAMENTO ENERGÉTICO NA AGROINDÚSTRIA Os resíduos de biomassa possuem um aproveitamento energético pleno na fornalha de combustão geram as etapas sucessivas de GERAÇÃO DE CALOR TRANSFORMAÇÃO DA ÁGUA DA FASE LÍQUIDA PARA VAPOR GERAÇÃO DE FORÇA MOTRIZ E TRANSFORMAÇÃO EM ELETRICIDADE UTILIZADA EM TODAS AS INSTALAÇÕES EXISTENTES NA AGROINDÚSTRIA

16 RESÍDUOS DA CALDEIRA DE VAPOR caroços de açaí que perderam o poder de queima tornam-se enegrecidos e são levados para o interior da mata são utilizados como leito dos caminhos que levam até os açaizeiros da ilha formam um solo compacto sobre o solo alagadiço Resíduo retirado da fornalha, plástico (lixo produzido nas instalações da agroindústria) e pregos são em pequeno volume, mas não possui destino específico

17 AÇÃO DE RESPONSABILIDADE SOCIAL DA EMPRESA: ESCOLA ACAIMU Ensino de 1 a 4 série barco escolar material e a merenda escolar (duas refeições) Entre as atividades desenvolvidas com as crianças está o levantamento, in loco, de todos os espécimes animais e vegetais existentes na ilha.um trabalho sobre a linguagem dos nativos e sua correspondência à língua nacional ( recaída = segunda feira) faz parte do currículo dos alunos.. Prof. Georgiane da Escola ACAIMU Projeto Escola Nativa, 2 anos de cursos

18 O BENEFICIAMENTO DO AÇAÍ ORGÂNICO 1 Estoque de caixas plásticas nas quais o açaí é estocado para seleção manual em esteiras 2 Tanque de inox para o armazenamento de água quente que vem da caldeira 3 O açaí selecionado é colocado em caixas plásticas, recebendo uma lavagem rápida com água quente para o amolecimento da polpa. 4 Esteira e despolpamento automatizado do açaí selecionado. 5 Os caroços de açaí são expurgados para a área externa através da escarradeira (expurgo de 1200 kg/hora) 6 Tanque de inox onde o açaí é centrifugado e transformado em xarope

19 1 - Misturadores automatizados da polpa do açaí, do guaraná, do ácido cítrico e do açúcar orgânico. 2-Máquina de pasteurização da polpa do açaí, cujo calor proveniente da caldeira à vapor. A pasteurização do açaí produz uma pequena mudança no sabor original do açaí. O quilo de polpa orgânica alcança o valor de R$ 45, Túnel de congelamento onde é congelada a polpa do açaí beneficiado (em 12 horas congela 5 toneladas). A polpa é colocada em sacos plásticos e hermeticamente fechada em barris de aço de 180 litros. Após o congelamento em uma temperatura de -23 C, segue para outra sala de armazenagem com temperatura de -18 C. O período de durabilidade com este tratamento é de 1 ano. 4-Sistema automatizado de embalagem da polpa de açaí e guaraná (orgânicos e pasteurizados) sendo operado pelo técnico-chefe do beneficiamento do açaí. 5-Produto (embalagem de 100 g) que atende o mercado nacional

20 CONSIDERAÇÕES FINAIS Não foram obtidas informações sobre consumo de eletricidade e água quente (em função de viajem ao exterior do diretor-proprietário da empresa ) CONSTATOU-SE QUE: o gerador elétrico (128 kw) possui a força motriz fornecida pela caldeira a vapor cujo insumo energético é a biomassa amazonense O gerador de eletricidade à diesel é usado eventualmente para a complementação de energia, quando não está sendo produzido eletricidade pela caldeira à vapor.

21 CONSTATOU-SE QUE NÃO É ECONÔMICO O USO DE COLETORES SOLARES NO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁGUA QUENTE PARA A AGROINDÚSTRIA PESQUISADA EM FUNÇÃO DOS SEGUINTES MOTIVOS E CONDICIONANTES: As instalações do beneficiamento do fruto do açaí estão situadas no meio da floresta que é totalmente sombreada pelos açaizeiros e pela vegetação nativa, típica da floresta amazônica. Os coletores solares não receberiam A insolação necessária para a produção de calor e aproveitamento da sua eficiência máxima;

22 b. A falta de competitividade econômica dos sistemas termossolares com os insumos da biomassa, disponível em grande quantidade no local de beneficiamento do açaí e que dão sustentabilidade ao processo de produção de energia elétrica gerada pela caldeira à vapor existente no empreendimento;

23 c. O uso de outra forma de geração de eletricidade e de água quente romperia a cadeia de aproveitamento dos resíduos de biomassas produzidos pelo beneficiamento das sementes nativas nas indústrias de Belém. O atual sistema de produção de energia da agroindústria faz com que os resíduos inconvenientes ou o lixo gerado pela cadeia produtiva urbana e do empreendimento, se transforme em insumo energético para o empreendimento. Isto traz o mérito do aproveitamento máximo da cadeia energética e ambiental das fontes renováveis da região amazônica.

24 Agradecimentos À agroindústria Amazonfrut pela disponibilidade e a acessibilidade dada aos pesquisadores para o estudo realizado em maio de 2009, no empreendimento da Ilha Murutucú, no Rio Guamá, em Belém, Pará; e aos alunos da Universidade Federal do Pará, Daniel Pinheiro e Keila Maia.

25 Muito obrigado pela atenção!