Produção de Pellets para valorização de resíduos provenientes da indústria corticeira

Abstract

O presente projeto pretende estudar a viabilidade técnica e económica da incorporação de granulado de cortiça na produção de pellets, resultado da necessidade de uma empresa, produtora de discos de cortiça para rolhas, em encontrar soluções ambientalmente corretas para os resíduos resultantes das suas atividades produtivas. Atualmente, estes resíduos não têm um aproveitamento interno, sendo vendidos a um cliente externo irregular, com consequência de armazenamento do subproduto por tempo indeterminado. Após pesquisa bibliográfica, foram produzidos 4 tipos de pellets, com incorporação de granulado de cortiça e serrim de madeira (essencialmente pinho), nomeadamente, 0 %, 30 %, 70 % e 100 % de granulado incorporado com serrim. Ao longo do trabalho são apresentados os métodos e as variáveis experimentais aplicadas na produção dos pellets, assim como uma caracterização das análises e ensaios efetuados para a determinação das principais características técnicas de todos os pellets, nomeadamente análise elementar, teor de humidade, durabilidade mecânica, percentagem de finos, teor de cinzas, densidade aparente, poder calorifico inferior e composição química. Paralelamente foram também efetuados ensaios de queima da totalidade dos pellets fabricados com análise das emissões gasosas para os principais poluentes, análise química das cinzas e determinação do seu ponto de fusibilidade, e análise do rendimento da combustão. De todos os parâmetros avaliados o teor de cinza e as emissões gasosas foram os mais críticos face aos valores limite impostos pela legislação, principalmente nos pellets com 100 % e 70 % de granulado. Estas duas formulações apresentaram teores de cinza entre os 1,5% e 3 % e concentrações de monóxido de carbono significativamente acima dos 500 mg/Nm3, valor limite. Em contrapartida, os pellets com superior teor de granulado de cortiça apresentaram maior poder calorifico, maior durabilidade mecânica e menor teor de finos. Após uma análise e interpretação dos resultados obtidos identificaram-se os pellets com uma percentagem de 30 % de granulado de cortiça como aqueles aos quais correspondia um maior potencial de comercialização. Estes pellets estão igualmente em cumprimento com os requisitos técnicos impostos pela legislação e de acordo com o selo de qualidade ENplus A2. Nas instalações experimentais usadas, estes pellets apresentam um custo médio de produção de 0,09 €/kg, onde foram comtemplados gastos de energia elétrica e de matéria-prima. No mercado, os pellets de serrim tem um custo médio de venda de 0,23 €/kg. A implementação de uma linha de produção, com sistema de peletização e embalamento automático, pode rondar os 170 000 €. No final, também foi elaborada uma ficha técnica do produto onde constam as principais características do mesmo e algumas recomendações de utilização.

This project aims to study the technical and economic feasibility of incorporating granulated cork in the production of pellets. This results from the needs of a company, record producer of cork stoppers, in finding correct environmental solutions for waste resulting from their productive activities. Currently, these residues do not have an internal use, being sold to an irregular external customer with result storage indefinitely by product. After a literature search, four types of pellets were produced, incorporating granulated cork and wood flour (mainly pine): 100 % granulated cork and pine sawdust, and 30% granules and 70 % sawdust and vice versa. Throughout this thesis, the methods and the experimental variables of the pellet production process are presented as well as a description of the tests and analyses performed to determine the main characteristics of the pellets (elemental analysis, moisture, mechanical durability, are given percentage thin, ash content, bulk density, LHV - Lower Heating Value and chemical composition). Combustion tests were also performed, with all the pellets fabricated, including analysis of gaseous emissions of major pollutants, analysis of the ash to determine their point of fusibility and chemical elements (oxides) that constitute them and analysis of combustion efficiency. Of all parameters, the ash content and the gaseous emissions were the most critical, above the limit values imposed by legislation, especially in pellets with 100 % and 70 % of cork. These two formulations had ash content between 1.5 % and 3 % and carbon monoxide concentrations well above the 500 mg/ N m3. On the other hand, the pellets with higher cork content had greater Lower Heating Value (LHV), higher mechanical durability and lower fine content. After analysis and interpretation of the results, we identified the pellets with a percentage of 30% granulated cork as those with greater marketing potential. This is in accordance with the legal technical requirements, with the seal of quality ENplus A2. These pellets have a production cost of 0.09 €/kg, considering electric power and raw materials. In the market, this biofuel has an average cost of 0.23 €/kg. The implementation of a production line for this product, with automatic pelleting and packing system can cost around 170 000 €. Finally, a data sheet is also presented which contains the main features of the product and some recommendations for its use.