CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO INDUSTRIAL CASCA DE ARROZ COM VISTAS A SUA UTILIZAÇÃO COMO BIOMASSA

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1 CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO INDUSTRIAL CASCA DE ARROZ COM VISTAS A SUA UTILIZAÇÃO COMO BIOMASSA Iara J. Fernandes*, Emanuele C. A. dos Santos, Roxane Oliveira, Janaína M. Reis, Daiane Calheiro, Carlos A. M. Moraes, Regina C. E. Modolo Universidade do Vale do Rio dos Sinos UNISINOS

2 Produção/Consumo de Arroz O arroz é o segundo alimento mais consumido no planeta; Demanda global de 477 milhões de toneladas anuais; Consumo médio per capita de aproximadamente 57kg/ano.

3 Produção de Arroz no Mundo

4 Produção de Arroz no Brasil A produção brasileira média anual 12,6 milhões de toneladas por safra (arroz em casca); Rio Grande do Sul é o maior produtor (60%).

5 PROCESSO DE PRODUÇÃO CASCA ARROZ EM CASCA PRÉ- LIMPEZA DESCASCAMENTO FARELO ARROZ INTEGRAL BRUNIMENTO ARROZ QUEBRADO ARROZ POLIDO SELEÇÃO QUIRERA ARROZ INTEIRO

6 GESTÃO DOS RESÍDUOS 8% 23% FARELO Alimentação Animal 3% 7-15% Geração de Energia QUIRERA ARROZ QUEBRADO Alimentação Animal Produção de cerveja Arroz Baixo padrão Farinha de arroz

7 CASCA DE ARROZ A casca é a camada mais externa do grão de arroz, formada durante o crescimento do grão, tem baixa densidade e elevado volume. Matéria-prima de baixo custo e difícil reaproveitamento. Disposição inadequada causa prejuízos ao meio ambiente. É uma dura capa lenhosa com elevado teor de sílica, formada por aproximadamente : Celulose (50%), lignina (30%), resíduos inorgânicos (20%). 4% de elementos como Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, P e Mn, entre outros variam em função do tipo de solo, quantidade de fertilizantes. O resíduo inorgânico contém, de 95 a 98% de sílica. A lignina e a celulose são removidas durante a queima da casca.

8 CA COMO BIOMASSA VANTAGENS O tamanho das partículas; Disponibilidade; PC = 16,3 MJ/kg; Renováveis Desvantagens Abrasiva; Baixa densidade; Alto % cinzas. A UTILIZAÇÃO DE ENERGIA: Secagem de grãos; Arroz parboilizado; Combustível para outras indústrias; Geração de energia em centrais termelétricas

9 CA COMO BIOMASSA BENEFICIAMENTO DO ARROZ Geração de outro material do processo de queima CCA Representa 20% da massa da casca e 4% do arroz em casca ALTO VOLUME DE CASCA DE ARROZ FONTE DE BIOMASSA GERAÇÃO DE ENERGIA E/OU CALOR - Reduz o impacto ambiental causado pela destinação do resíduo; - Redução da dependência de derivados de petróleo; - Uso de fontes renováveis; - Elevado poder calorífico (16,7x10 6 J/kg); - Potencial de neutralização de CO 2.

10 A geração de energia da combustão de casca de arroz apresenta: Grande vantagem na redução das emissões; É uma alternativa tecnologicamente viável, em termos econômicos, éticos e ambientais. Matéria-prima abundante no sul do Brasil, e também porque todo o CO 2 produzido a partir da queima de volta para o ciclo da biosfera terrestre. CA COMO BIOMASSA

11 OBJETIVOS Este trabalho tem como objetivo apresentar a caracterização preliminar do resíduo industrial casca de arroz, de diferentes regiões do estado do Rio Grande do Sul.

12 METODOLOGIA Foram caracterizadas duas cascas de arroz, uma proveniente da região de Alegrete, RS (denominada casca de arroz A) e outra proveniente da região de São Borja, RS (que foi denominada casca de arroz B).

13 METODOLOGIA Análise Granulométrica Norma CEMP 081 (ABIFA, 2003). Massa Específica Picnômetro a gás hélio, da marca Micromeritcs. Análise Termogravimétrica Análise térmica BP Engenharia, aquecimento de 10 C/min de 25 a 1000 C. Umidade, cinzas, materiais voláteis e carbono fixo ABNT NBR NM 8112 (ABNT, 1986) Poder Calorífico Calorímetro, utilizando oxigênio a 30 bar

14 RESULTADOS E DISCUSSÃO Distribuição granulométrica das casas A e B. Granulometria homogênea Não são necessários processos de redução granulométrica ou segregação do material.

15 RESULTADOS E DISCUSSÃO Curvas termogravimétricas das cascas. T ( C) Limites considerados Perda de massa Casca A (%) Perda de massa Casca B (%) 105 C C 10,05 8, C C 43,31 44, C C 5,80 5,96

16 RESULTADOS E DISCUSSÃO Massa específica, teor de umidade, cinzas, materiais voláteis e carbono fixo e poder calorífico Análise Casca A Casca B Massa Específica (g/cm 3 ) 1,41 1,40 Teor de Umidade (%) 11,00 9,25 Teor de Cinzas (%) 21,52 22,13 Teor de Voláteis (%) 36,12 34,75 Carbono Fixo (%) 42,37 43,12 Poder Calorífico (MJ/kg) 13,54 13,26

17 CONCLUSÃO A casca de arroz apresenta grande potencial para ser utilizada como biomassa para geração de calor e eletricidade. Apresenta granulometria adequada, baixo teor de umidade e alto teor de voláteis. Como a maioria das empresas de beneficiamento de arroz necessitam de calor para a secagem e parboilização dos grãos a mesma necessita de pouco transporte. O elevado teor de sílica na fração inorgânica faz com que a queima da casca gere um coproduto, a cinza, que apresenta diversas aplicações industriais.

18 OBRIGADA PELA ATENÇÃO! Iara J. Fernandes*, Emanuele C. A. dos Santos, Roxane Oliveira, Janaína M. Reis, Daiane Calheiro, Carlos A. M. Moraes, Regina C. E. Modolo Universidade do Vale do Rio dos Sinos UNISINOS