Processo Industrial de Produção de Pellets

Processo Industrial de Produção de Pellets

Celso Oliveira Diretor da Brasil Biomassa e Energia Renovável

Biomassa para Geração de Energia Térmica. No pátio de biomassa receberemos os resíduos florestais e industriais para a utilização no processo de geração de energia térmica e vapor (fornalha industrial). A planta industrial vai operar ininterruptamente, requerendo um contínuo abastecimento de biomassa para a geração de energia térmica e de cavaco limpo, micro-pó e serragem para o processo industrial.

Por isso, os cavacos sujos e com casca (para fins de biomassa para geração de energia térmica) são estocados em grandes pilhas no pátio de estoque refrigerado (para uso contínuo em queima industrial – fornalha) ou no silo de armazenamento para a produção industrial de pellets. Quanto menor o tempo de estoque dos cavacos, menores serão os riscos de geração de calor na pilha. Utilizamos o aproveitamento sustentável de uma série de resíduos de diferentes formatos e características que, em maior ou menor grau.

Identificamos na região os seguintes resíduos florestais e industriais: cascas, revestimento externo das toras podem ser aproveitadas para a geração de energia térmica em fornalha industrial no processo de produção de pellets.

Picagem da Matéria-prima. No caso da recepção de tora ou lenha devemos na unidade industrial em produzir cavaco com picadores industriais que possuem lâminas ou facas, geralmente acopladas em um disco ou em um tambor, que cortam a madeira com alta velocidade de rotação, produzindo cavacos de forma e tamanho uniformes e superfície lisa. A madeira com granulometria menor é transportada para o silo de armazenamento de matéria-prima.

Controle de Entrada e Estoque de Matéria-prima. De modo a definir as orientações para a recepção da matéria-prima (biomassa para geração de energia térmica, cavaco de madeira limpo e sujo e os resíduos industriais) entregue na unidade industrial e para controlar a quantidade e assegurar a qualidade elaboramos um procedimento operacional de recepção de matéria-prima que descreve a necessidade de efetuar a pesagem dos caminhões e de efetuar uma "inspeção visual" à carga.

Recepção da Matéria-prima na Unidade Industrial. A matéria-prima (cavaco de madeira, micro-pó e serragem) será recebida no pátio de recepção de matéria-prima (área de armazenamento de matéria-prima e biomassa de capacidade de 5.000 toneladas). Os caminhões são pesados na chegada ao estabelecimento. A matéria-prima será transportada até a área de pré-armazenamento (passa por uma secagem natural por 20 dias para redução de 5% á 10% de umidade) e depois transportada ao silo de matéria-prima (podendo ficar armazenada por três dias em retenção da biomassa).

Silo de Armazenamento de Matéria-Prima. A matéria-prima será adquirida localmente uma vez que, devido à sua reduzida densidade, o seu transporte em grandes distâncias torna-se dispendioso. É necessário assegurar a existência de estoque de matéria-prima, o que acontece através da existência de dois locais (pátio aberto e silo de matéria-prima) na unidade industrial.

Transporte Pneumático e Detecção de Metais. A matéria-prima será transferida por transporte pneumático passando pelo detector de metais ou resíduos (pedra e inertes) ao sistema de alimentação para o processo de secagem ao processo de moagem industrial.

Secagem Industrial. A secagem é a etapa que consome mais energia na produção de pellets. Este setor é o responsável pela extração da água existente na matéria-prima. A energia térmica necessária a este processo provém de uma fornalha na qual é queimada a biomassa (resíduos florestais e industriais e cascas).

Este setor inclui dois equipamentos principais: uma fornalha pirolítica e um secador industrial. A energia térmica proveniente da fornalha aquece o secador de tambor rotativo. Devido às elevadas temperaturas envolvidas, a umidade existente na matéria-prima vaporiza (sendo libertada para a atmosfera) enquanto a matéria-prima seca é transportada para a unidade de pelletização (silo de armazenamento de matéria-prima seca). O índice máximo de umidade permissível na entrada da peletizadora é estimado ao redor de 12-14%. Como a matéria-prima costuma apresentar um conteúdo de umidade superior a 50%, torna-se necessário antes da sua utilização, reduzir o valor de umidade através de sistemas de secagem. Importante expor que a planta vai utilizar uma válvula de mediação para alimentar um fluxo constante (microchips dentro da câmara de alimentação em cada um tambor de secagem). O gás quente entra na câmara de alimentação com uma temperatura constante.

Silo de Armazenamento de Matéria-prima seca. O silo de armazenamento da matéria-prima seca permite uma equalização de teor de umidade. A abertura do silo permite a condensação de calor e uma abertura para evaporação (com controle por um filtro).

Moagem Industrial. Passamos para a linha de moagem e trituração da biomassa seca. Trata-se da fase na qual a madeira já triturada é reduzida a partículas de menor dimensão, ficando semelhante a serragem e o micro-pó.

Do silo é transferido pelo sistema pneumático de transporte até o prédio da unidade de moagem industrial. Os transportadores tem um sistema de aspiração de ar contínuo (poeira) e um controle de combustão. O manuseamento da matéria-prima é realizada com transportadores de corrente. A linha de moagem utiliza moinho martelo para refinar a matéria-prima para 3 a 4 mm. A fibra da biomassa moída é transportada para o silo de armazenamento. As partículas não aptas são devolvidas à trituração, as que são aceitáveis são depositadas numa mesa doseadora que regula a entrada do material na peletizadora, que deve garantir um fluxo contínuo e uniforme de material.

Controle do Processo Industrial. A usina pode produzir pellets para o mercado industrial e doméstico (residencial). Consoante o tipo de produção, adaptamos o processo produtivo, designadamente, a matéria-prima utilizada (os pellets para o mercado doméstico não podem conter resíduos florestais e casca na sua produção) e os equipamentos envolvidos.

De acordo com o tipo de produção e as entradas de matéria-prima, o supervisor de logística interna define e informa o operador, quais os tipos de matéria-prima (silo) devem ser transportadas para o processo de moagem e secagem industrial. Além do controle de matéria-prima temos ainda o controle do processo produtivo desenvolvido pelo operador técnico (unidade automatizada).

Ele faz uma avaliação periódica da produção visando a estabilidade do processo industrial e a qualificação do produto final. Avalia com os equipamentos o teor de umidade do produto (coleta e laudo técnico e o controle interno), o processo e a saída para o processo de peletização. Consoante os resultados obtidos, o operador na sala de comando poderá alterar os parâmetros de produção, de modo a obter o produto dentro da qualidade de exportação.

Silo de Armazenamento de Matéria-prima seca e triturada. Utilizaremos no silo um sistema de ventilação para ajudar a minimizar a condensação. Através de filtro de mangas e um sistema de sucção, a matéria-prima seca e triturada é transferida para o processo de peletização. A fibra é comprimida por rolos de prensagem (granulador) com um dimensionamento para produção de pellets (6,5mm).

Processo de Peletização. Após passar pela última refinação na unidade industrial de pellets, o material é prensado, originando-se um granulado de madeira, geometricamente cilíndrico, com diâmetro de 6 ou 8 mm e comprimento entre 20 e 40 mm.

A prensagem é completado por dois rolos no interior da matriz, que alimenta o material com orifícios criando uma alta pressão. No processo de prensagem é necessário um aquecimento até temperatura de 120-130 ºC (com recurso a vapor seco).

Ao aquecer, a lignina da madeira torna-se mais plástica, promovendo a agregação das partículas, sem que haja necessidade de adicionar materiais adesivos (apenas aditivo natural) . O conjunto de prensas de pastilhas podem comprimir a matéria-prima em diâmetro de 6,5 mm de com um comprimento de 15 a 20 mm. Cada pressão produz cerca de 5 toneladas métricas de pellets por hora. O vapor acrescentado e calor de liberação de atrito durante a prensagem aumentam a temperatura do pellets e é transportado para o sistema de refrigeração por contra-fluxo.

Processo de Resfriamento. Após peletização, a temperatura da madeira é normalmente cerca de 60 a 80 graus Celsius, e o teor de umidade é de cerca de 10%. O sistema de resfriamento consiste numa câmara vertical, de onde os pellets caem em fluxo de contracorrentes, permitindo diminuir a sua temperatura. Esta corrente é gerada por ventiladores mecânicos que funcionam acionados por energia.

Durante o resfriamento, os pellets tornam-se rígidos e perdem umidade podendo chegar a 6,0%. O resfriamento é necessário para garantir a estabilidade estrutural do sedimento (pellets). Utiliza-se ainda um sistema de separação de finos de pellets na unidade. O pellet é transportado para um silo produto sistema de pesagem e embalagem industrial.

Sistema de Pesagem e Embalagem. Os pellets, após serem resfriados e limpos, passam por um sistema de pesagem antes de serem confeccionados em sacos específicos personalizados ou em big bags. Este sistema de ensacagem pode ser controlado manual ou automaticamente.

No fim da linha de produção podem ser armazenados em silos ou inserir-se numa máquina de pesagem e embalagem.

Armazenamento de Pellets. Os pellets são facilmente armazenáveis, devem ser depositados em local seco, de modo a não favorecer o desenvolvimento de bactérias ou fungos, embora possuam uma baixa percentagem de umidade.

Para armazenar uma tonelada de produto é necessário um depósito de 1,8 m3. Desde que armazenados em local seco, os pellets não se degradam com o tempo. Os pellets podem ser empacotados em sacos de papel de vários tamanhos ou distribuídos a granel.

Transporte de Pellets. O transporte é um fator muito importante para manter a economia na indústria de pellets. Por esta razão as fábricas de peletização devem estar localizadas o mais perto possível das fontes de matéria-prima. Uma avaliação em termos de logística de transporte é importante para a viabilidade do projeto industrial. O transporte dos pellets não é perigoso e nem gera autocombustão ao contrário do que acontece com outros combustíveis. O transporte dos pellets em sacos maiores (big bags) é mais econômico, mas não adequado para os pequenos consumidores, sendo principalmente utilizados para instituições que utilizem sistemas de aquecimento de grande de escala.

Distribuição. Os pellets no mercado interno são distribuídos a granel, transportados por caminhões ou empacotados em sacos de 15 kg ou big-bags de 1 000 kg. Os sacos são entregues em paletes, normalmente de 1 tonelada ou em embalagem plástica.

Expedição de Pellets Ensacado ou a Granel. Os pellets produzidos na unidade industrial, para consumo doméstico podem ser comercializados a granel, em paletes com sacos de 15 Kg ou em big-bags. De modo a efetuar um auto-controle de qualidade e a facilitar a identificação de lotes que estão fora de especificações.

Desenvolvemos um sistema de rastreabilidade nos pellets comercializados ensacado descrito no procedimento operacional de identificação dos pellets ensacados.

Relativamente aos pellets na expedição do produto, os caminhões que transportam pellets, a granel ou ensacado, são pesados, de forma a controlar a quantidade de produto como definido na instrução de trabalho da pesagem caminhões e do produto acabado.

Sistema de Controle dos Pellets Produzidos. De modo a controlar a qualidade dos pellets produzidos pela unidade industrial são realizados ensaios ao produto em Laboratório de Biomassa e Bioenergia de acordo com o procedimento operacional – controle de produto. A nível interno temos o recolhimento pelo operador da sala de comando, de acordo com o procedimento operacional para o recolhimento de amostra para os ensaios. Recolhe-se uma amostra a cada 4h de produção, sendo controlados os seguintes parâmetros: Teor de umidade em conformidade com a Instrução de Trabalho - Teor de umidade de Pellets. Durabilidade em conformidade com a Instrução de Trabalho Teor de durabilidade mecânica dos Pellets. Densidade aparente em conformidade com a Instrução de Trabalho sobre a densidade aparente dos Pellets.

Percentagem de Finos em conformidade com a Instrução de Trabalho para a determinação da granulometria dos pellets. Dimensão dos pellets em conformidade com a Instrução de Trabalho para a determinação do diâmetro e comprimento dos Pellets. Todas as informações são diagnosticada pelo responsável pela qualidade e enviada para o gerente operacional que definem ações e medidas corretivas com o objetivo de diminuir o teor de cinza e de sílica no produto final (sistema de peneiramento e adequação do produto a qualidade internacional).

Tecnologia Industrial de Produção WoodPellets. A indústria nacional de equipamentos industriais de produção de pellets fornece de soluções em processos e equipamentos com diferencial técnico. Atua na fabricação de equipamentos sob encomenda, projetados via engenharia e de empresas parceiras.

Agrega tecnologia e diferencia-se no mercado de pellets pela implementação de soluções e tecnologias adquiridas através de acordos e parcerias, que normalmente são feitos com empresas lideres globais detentoras de tecnologias consagradas.

A indústria de equipamentos industriais de produção de pellets está preparada para fabricação de equipamentos em aço carbono e aço inox, incluindo ligas especiais. Possui área e ferramental exclusivo para a fabricação de equipamentos industriais de pellets. Possui um departamento de engenharia altamente qualificado com colaboradores que trazem uma bagagem rica em experiências e conhecimentos. Atua com as tecnologias mais avançadas em softwares de apoio, e desenvolve 100% dos projetos em plataforma 3D.

Equipamentos Industriais para a Planta de 10 ton. hora:

Transporte Pneumático de Biomassa ou Matéria-Prima, Soprador, Válvula Rotativa,Tubulação, Silo de Armazenamento de Serragem e micro-pó, Comporta Pneumática, Fornalha Industrial Pirolítica, Secador Industrial e Acessórios, Alimentador Rotativo, Moinho de Martelo, Caixa de Expansão, Transportador de Rosca Tubular, Válvula Rotativa, Exaustor, Ciclone, Válvula Rotativa, Silo de Matéria-prima Seca, Comporta Pneumática, Rosca Alimentadora, Condicionador Filtro de Mangas e Exaustor, Peletizadora Industrial, Sistema de Lubrificação Automático para Peletizadora, Centrifeeder, Guincho para Peletizadora, Estação Redutora de Pressão, Alimentador Rotativo, Resfriador Contra Fluxo, Conjunto de Tubulação de Resfriamento, Transportador de arrasto, Exaustores, Ciclone, Válvula Rotativa, Elevador de canecas, Peneira vibratória, Válvula, Silo de Armazenamento de Pellets, Registro cremalheira, Carregador de Big Bag, Conjunto de Interligação de Produto e Sistema de Controle de Energia e Automação, Conjunto de Estruturas de Sustentação, Conjunto Detector de Fagulhas composto por: Válvula de Isolação, Cilindro de N2 e Montagem Mecânica. Painel de Comando e Proteção Elétrico. Distribuição de Energia - Automação Industrial - Linha de Geração e Distribuição de Ar Comprimido.

Equipamentos com padrão de qualidade ISO 9000 e credenciados no BNDES com uma linha Especial de Financiamento dos Equipamentos Industriais do Brasil de produção de pellets (toda a linha industrial, prédio civil, caminhões e capital de giro) de até R$ 10.000.000,00 com prazo de carência de 24 meses e amortização em 144 meses com uma taxa de juros de 4% ao ano.

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