Processo de produção de carvão vegetal
A matéria-prima: madeira
A instalação de uma unidade de produção de carvão vegetal pode ser feita perto de uma exploração florestal ou de uma serraria, porque a Blu Karb utiliza resíduos industriais e florestais de madeira para produzir seu carvão vegetal.
A Blu Karb também recupera madeira não mercantis, como galhos que representam cerca de 30% de uma árvore, para a produção de seu carvão vegetal.
Esses resíduos de madeira são avaliados como carvão vegetal, o que os impede de liberar CO2 por decomposição. Essa é outra maneira de combater as emissões de gases de efeito estufa (GEE).
Etapas para alcançar a produção de carvão vegetal
A produção de carvão vegetal segue o seguinte processo :
- produção de madeira : plantio, manejo, desenvolvimento sustentável,
- extração de madeira (exploração, desbaste) e recuperação de resíduos de madeira,
- armazenamento e secagem de troncos e resíduos de madeira,
- transformação em aparas de madeira e silo para secagem antes da carbonização,
- carbonização da madeira de maneira controlada para obter carvão vegetal,
- descarga de fornos, armazenamento e ensacamento.
Como a madeira é transformada em carvão vegetal ?
O processo de produção de carvão vegetal, implementado pela tecnologia "MAGE", funciona de acordo com um calado invertido (veja o diagrama ao lado), o que possibilita a queima dos gases emitidos em uma chaminé fornecida para esse fim. Os gases são destruídos por um queimador localizado no topo da chaminé e o ar quente resultante é transportado em um silo para pré-secar a madeira que será transformada em carvão vegetal durante a próxima queima.
- As chips de madeira são carregadas no forno,
- O ar penetra uniformemente na carga de madeira para uma combustão homogênea,
- As chips são de tamanho homogêneo (10*5*5 cm),
- A ignição é realizada com madeira pequena da parte superior do forno; o técnico fecha a tampa e deixa as entradas de ar abertas, o que produz uma descida homogênea do fogo de cima para baixo.
A fase de ignição é assim concluída, assim como o ciclo de carbonização para obter carvão vegetal.
A propagação da madeira pequena para toda a carga constitui o início da fase de combustão.
Diferentes reações (descritas abaixo) ocorrem para completar a produção de carvão vegetal por carbonização : primeiro endotérmica, depois exotérmica e finalmente uma nova fase endotérmica.
Durante essas diferentes fases, o ar quente que sai das chaminés é direcionado para os silos de pré-secagem da madeira, a fim de reduzir o nível de umidade das aparas de madeira e, assim, acelerar o processo de produção de carvão vegetal.
Depois que a última reação é concluída, o forno permanece em repouso por 4 a 6 horas, até que a temperatura caia para cerca de 60°C.
O carvão vegetal obtido é então derramado e armazenado em amortecedores até o resfriamento completo.
A última fase é ensacamento, antes do transporte para remessa ou exportação local.
Por que recebemos carvão ?
Do que é feita a madeira ?
A madeira é composta de 3 substâncias principais: celulose, lignina e água. Os dois primeiros estão fortemente ligados entre si para constituir o material chamado "madeira". A água é absorvida, ou seja, retida na forma de moléculas na superfície do complexo celulose / lignina.
A madeira que seca ao ar ainda contém 20 a 30% da água absorvida. A madeira recém-cortada ou "verde" também contém água na forma líquida, o que fornece um teor total de umidade de 40 a 100%, expresso como uma porcentagem do peso da madeira anidra.
Essa água terá que ser eliminada o máximo possível; portanto, é necessário armazenar a madeira para eliminar parte dela e, em seguida, torná-la pré-seca em um silo, a fim de melhorar a lucratividade da produção de carvão vegetal.
Quais são as etapas para obter carvão vegetal ?
- Até 160°C, a madeira quase perde água.
- Até 200°C, a madeira fica marrom, perde a umidade, além de ácido acético e outros compostos voláteis transportados pelo vapor de água.
- De 200°C a 270/280°C, são liberados gases oxigenados: CO, CO2, vapor de água, metanol, ácido acético. Isso resulta em madeira vermelha, também chamada madeira assada, mas que ainda não é carvão vegetal. É a 1ª reação endotérmica, ou seja, absorve energia.
- A partir de 270/280°C, a madeira começa a se decompor espontaneamente, com vistas a uma reação exotérmica, que eleva a temperatura para cerca de 350/380°C, sem fornecimento externo de calorias. Isso resulta em carvão vegetal, com gases ainda oxigenados, mas em menor quantidade, e hidrocarbonetos cujo peso molecular é baixo (etano, metano, etileno).
- O processo continua até que toda a madeira seja transformada em carvão vegetal e, no caso da pirólise, pare nesta fase. O carvão vegetal produzido então possui um conteúdo de 65 a 75% de carbono fixo. Os resíduos de alcatrão podem representar até 30%.
- O processo "MAGE", capaz de controlar a temperatura acima de 400°C, produz um carvão vegetal cujo teor fixo de carbono aumenta, o que causa a destruição de mais alcatrões. Os gases que se formam são em grande parte constituídos por hidrocarbonetos e os sucos pirolímeros são enriquecidos com alcatrões pesados.
- Ao atingir 500°C, o teor fixo de carbono no carvão atinge cerca de 85% e os elementos voláteis 10%, esta é a segunda reação endotérmica.