Avaliação da qualidade de pellets produzidos a partir de diferentes misturas de lodo flotado e serragem de pinus para geração de calor

Abstract

Resumo: Os desafios relacionados à destinação dos resíduos gerados nas indústrias de processamento de carne exigem a busca por alternativas sustentáveis de emprego desses resíduos, visando minimizar os impactos ambientais e os altos custos de descarte. Este estudo propôs uma solução ao avaliar o potencial energético de pellets fabricados a partir de serragem de pinus (SP) e diferentes proporções de lodo flotado (LF), gerado no tratamento de efluentes de frigoríficos de aves e peixes, para uso em aquecedores de ar em aviários. Foram produzidos e analisados pellets com as seguintes composições: 95% SP e 0% LF (TL0), 90% SP e 10% LF (TL10), 80% SP e 20% LF (TL20), 60% SP e 40% LF (TL40), 40% SP e 60% LF (TL60), 20% SP e 80% LF (TL80), e 0% SP e 95% LF (TL95). Os resultados mostraram que o aumento na proporção de lodo flotado nos pellets levou a um incremento no poder calorífico inferior (PCI), variando de 19,54 MJ.kg-1 em TL0 a 21,84 MJ.kg-1 em TL95. No entanto, a maior inclusão de lodo também resultou em um aumento no teor de cinzas e finos, com porcentagens variando de 1,41% a 6,13% para cinzas e de 4,40% a 39,8% para finos. Os testes de combustão foram realizados com os tratamentos TL0, TL10 e TL20, considerando que, conforme a SEMA N°42 (SEMA, 2008), o limite de 20% (m.m-1) é estabelecido para a queima de resíduos em caldeiras. Esses testes mostraram que a co-combustão do lodo flotado ajudou a reduzir as emissões de CO, uma vez que TL0 (95% SP) ultrapassou o limite de 125 mg.Nm-³. As emissões de NOx permaneceram dentro dos limites regulatórios da SEMA 16 (560 mg.Nm-³) em todos os tratamentos: TL0 (156 mg.Nm-³), TL10 (453 mg.Nm-³) e TL20 (405 mg.Nm-³). Além disso, a análise da densidade calorimétrica dos gases de combustão, utilizando a Escala Ringelmann, indicou que todas as amostras testadas estavam em conformidade com os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 8, evidenciando que os pellets são uma alternativa segura em termos de emissões atmosféricas. A eficiência térmica do aquecedor permaneceu constante, com 80% para TL0, 78% para TL10 e 79% para TL20. A capacidade térmica aumentou gradualmente de TL0 para TL20, variando de 170 kWth em TL0 para 171,95 kWth em TL10 e 186,54 kWth em TL20. Esses resultados sugerem que os pellets com lodo flotado podem representar uma alternativa viável e eficiente em comparação com outros combustíveis de biomassa

Abstract: The challenges associated with the generation of floated sludge in meat processing industries require the search for sustainable disposal alternatives to minimize environmental impacts and high disposal costs. This study proposed a solution by evaluating the energy potential of pellets made from pine sawdust (SP) and different proportions of floated sludge (LF), generated from the effluent treatment of poultry and fish processing plants, for use in air heaters for poultry houses. Pellets with the following compositions were produced and analyzed: 95% SP and 0% LF (TL0), 90% SP and 10% LF (TL10), 80% SP and 20% LF (TL20), 60% SP and 40% LF (TL40), 40% SP and 60% LF (TL60), 20% SP and 80% LF (TL80), and 0% SP and 95% LF (TL95). The results showed that increasing the proportion of floated sludge in the pellets led to an increase in the lower heating value (LHV), ranging from 19.54 MJ.kg- 1 in TL0 to 21.84 MJ.kg-1 in TL95. However, the higher inclusion of sludge also resulted in an increase in ash and fine content, with percentages ranging from 1.41% to 6.13% for ash and from 4.40% to 39.8% for fines. Combustion tests were carried out with treatments TL0, TL10, and TL20, considering that, according to SEMA N°42 (SEMA, 2008), the limit of 20% (m.m-1) is established for the burning of residues in boilers. These tests showed that the co-combustion of floated sludge helped reduce CO emissions, as TL0 (95% SP) exceeded the limit of 125 mg.Nm-³. NOx emissions remained within the regulatory limits of SEMA 16 (560 mg.Nm-³) in all treatments: TL0 (156 mg.Nm-³), TL10 (453 mg.Nm-³), and TL20 (405 mg.Nm-³). Additionally, the smoke density analysis, using the Ringelmann Scale, indicated that all tested samples complied with the limits set by CONAMA Resolution No. 8, demonstrating that the pellets are a safe alternative in terms of atmospheric emissions. The thermal efficiency of the heater remained consistent, with 80% for TL0, 78% for TL10, and 79% for TL20. The thermal capacity gradually increased from TL0 to TL20, ranging from 170 kWth in TL0 to 171.95 kWth in TL10 and 186.54 kWth in TL20. These results suggest that pellets with floated sludge can represent a viable and efficient alternative compared to other biomass fuels