Impacto da torrefação nas características fisico-químicas do bagaço de cana de açúcar: potencial de cogeração de energia e avaliação do ciclo de vida

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Santos, Maria Isabel Silva dos [UNESP]
• Orientador(a): Antunes, Maria Lucia Pereira [UNESP], Canettieri, Eliana Vieira [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Bagaço de cana; Torrefação; Ciclo de Vida; Cogeração; Agricultura e energia; Biocombustiveis
• Palavras-chave em Inglês: Sugarcane bagasse; Torrefaction; Life cycle analysis; Cogeneration of energy
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/234802

O agronegócio e toda a sua cadeia produtiva geram uma quantidade substancial de resíduos orgânicos que podem causar diversos impactos ambientais se não descartados corretamente. Nesse contexto, uma possibilidade interessante está nos processos de reaproveitamento de energia e, por conseguinte, processos de pré-tratamento que poderiam potencialmente otimizar a geração de energia, como a torrefação. O presente trabalho busca analisar como a torrefação afeta a composição do bagaço de cana-de-açúcar (BCA) e os impactos ambientais da adição de uma unidade de torrefação a uma usina de cogeração convencional. A torrefação foi realizada em 4 cenários diferentes: 230°C por 30 e 45 minutos; e 280°C durante 30 e 45 minutos. Análises elementares (CHN-O), termogravimétricas e caracterização da composição lignocelulósica foram realizadas para bagaço de cana in natura e torrefatado. Os dados experimentais serviram de base para a modelagem de uma avaliação ambiental do ciclo de vida (ACV) de um sistema teórico de cogeração de energia que contém uma unidade de torrefação; desenvolvida a partir do software OpenLCA aplicando a metodologia CML baseline. Resultados mostram que a torrefação leve a 230°C emitiu principalmente umidade e matéria volátil do BCA; enquanto a torrefação severa, a 280°C, degradou a estrutura da biomassa. Os valores de poder calorífico aumentaram em cerca de 20% para a torrefação de menor temperatura e em 27% para a torrefação mais severa. A torrefação a 230°C reduziu a massa do BCA em cerca de 13% - 15,6%, enquanto a 280°C a redução é em torno de 25 - 25,8%. A perda de massa mais acentuada na torrefação severa foi responsável por diminuir a taxa de energia da biomassa. Os resultados da ACV mostram que os principais impactos ambientais do processo de cogeração a partir do bagaço da cana-de-açúcar estão relacionados à emissão de gases de efeito estufa. O melhor desempenho em termos de valorização energética e impactos ambientais foi obtido pela torrefação a 230°C por 30 minutos.