Characteristics and energetic potential of sugarcane bagasse stored without any cover for a long period
Keywords:
Residual biomass, Energy Co-generation, Industrial combustion, Sugar-energy sector
Abstract
Biomass ranks third as the greatest energy source for the conversion of electricity in Brazil, with sugarcane as the most relevant energy input. Bagasse is the residual biomass in the crushing process and its storage is required due to the production´s seasonality. Experiments have been undertaken for samples of stocked material in different positions (differentiated degradation) obtained in an agro-industrial unit with seventy thousand tons acquired for use in a steam boiler. Physical and chemical (immediate analysis, including humidity) and energetic (heat power) characteristics of sugarcane bagasse were evaluated when undergoing stocking conditions in the open air during three years. Climate influence and storage conditions were analyzed in alterations of the energy potential of residual biomass. The following results are underscored: a) specific mass was four times higher and TUM,BU reached 85% when bagasse was stored in the open air; b) decrease of TCZ (< 1%), making possible reduced damage and maintenance when used in steam boilers; c) without significant degradation as solid fuel with regard to TMV,BS and TCF,BS, provides respectively ignition and stability of fuel, and significant contribution in PCS; d) mean rates for calorific power will be consumed at 15% or more, within the process of bagasse drying; e) available thermal energy (~27 mil TEP) has a significant potential for the co-generation of energy and increase in aggregated value of agro-industrial production.References
ABNT. NBR 16550: Bagaço de cana-de-açúcar - caracterização química. Rio de Janeiro: ABNT, 2018.
ABNT. NBR 6922: carvão vegetal - ensaios físicos - determinação da massa específica (densidade à granel). Rio de Janeiro, 1981. 2 p.
ABNT. NBR 7402: Carvão vegetal - determinação granulométrica. Rio de Janeiro: ABNT, 1982. 3 p.
ABNT. NBR 8112: Carvão vegetal - análise imediata. Rio de Janeiro, 1986. 5 p.
ABNT. NBR 8633: Carvão vegetal - determinação do poder calorífico. Rio de Janeiro, 1984. 12 p.
AGRENCO. Agrenco Bioenergia Ind. Com. Óleos Biodiesel Ltda. São Paulo, 2011. Disponível em: https://agrencogroup.com/. Acesso em: set. 2012.
ALMEIDA, L. F. P.; SOLA, A. V. H.; BEHAINNE, J. J. R. Sugarcane bagasse pellets: characterization and comparative analysis. Acta Scientarum Technology, v. 39, n. 4, p. 461-468, 2017. DOI: 10.4025/actascitechnol.v39i4.30198.
CABRAL, M. R.; NAKANISHI, E. Y.; FIORELLI, J. Cement-bonded panels produced with suggarcane bagasse cured by accelerated carbonation. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 30, n. 6, 2018. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002301.
CLIMATEMPO. Climatologia: Caarapó - MS. Disponível em: https://www.climatempo.com.br/climatologia/1115/caarapo-ms. Acesso em: set. 2018.
CORTEZ, L. A. B.; LORA, E. E. S.; GÓMEZ, E. O. Biomassa para energia. Campinas: Ed. Unicamp, 2008. 733 p.
EMPRESA DE PESQUISAS ENERGÉTICAS. Balanço Energético Nacional, ano base 2016. Rio de Janeiro: EPE, 2017. 296 p. Disponível em: https://ben.epe.gov.br/default.aspx. Acesso em: set. 2018.
GARCIA, R. Combustíveis e combustão industrial. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2013. 358 p. ISBN-10: 8571933030
GONÇALVES, S. P. C.; STRAUSS, M.; DELITE, F. S.; CLEMENTE, Z. Activated carbon from pyrolysed sugarcane bagasse: Silver nanoparticle modification and ecotoxicity assessment. Science of the Total Environment, v. 565, n. 15, p. 833-840, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.03.041.
IBGE. Levantamento sistemático da produção agrícola: Mato Grosso do Sul. In: IBGE. SIDRA: banco de tabelas estatísticas. Disponível em: https://sidra.ibge.gov.br/home/lspa/mato-grosso-do-sul. Acesso em: ago. 2018.
JULCA-BRICE, B. M.; NEVES, M. F. Caracterización de sistemas agroindustriales: un estudio comparativo de los sectores sucroenergéticos de Brasil y Colombia. Interciencia, v. 36, p. 356-364, 2011.
LAINE, J. La bioenergia como alternativa para el desarrollo sustentable. Interciencia, v. 39, p. 205-206, 2014.
MANSOR, S.; ZAINUDDIN, N. I.; AZIZ, N. A.; RAZALI, M.; JOOHARI, M. I. Sugarcane bagasse fiber - an eco-friendly pavement os SMA. AIP Conference Proceedings, v. 2020, n. 1, p. 020032(1-6), oct. 2018. DOI: 10.1063/1.5062658.
NOGUEIRA, T. C. de S.; SANTOS, D. F. L.; RODRIGUES, S. V. Valoração de usina terméletrica de biomassa: um estudo de caso. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, v. 10, n. 2, p. 343-369, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.17765/2176-9168.2017v10n2p343-369.
NOVACANA. As 100 cidades que mais produziram cana-de-açúcar no Brasil em 2014. 2015. Disponível em: https://www.novacana.com/n/cana/mercado/100-cidades-produziram-cana-acucar-brasil-2014-121115/. Acesso em: out. 2017.
OLIVEIRA, S. F. A. Avaliação energética da biomassa do bagaço de cana-de-açúcar em diferentes indústrias sucroenergéticas. 2014. 80 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Produção) - Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, Brasil.
PARIKH, J.; CHANNIWALA, S. A.; GHOSAL, G. K. A correlation for calculating HHV from proximate analysis of solid fuels. Fuel, v. 84, n. 5, p. 487-494, 2005.
PAULA, L. E. R.; TRUGILHO, P. F.; NAPOLI, A.; BIANCHI, M. L. Characterization of residues from plant biomass for use in energy generation. Cerne, v. 17, p. 237-246, 2011.
POLI, D. C. R.; ZANCHETA, M. N.; BOARI, Z. M.; MELDONIAN, N. L.; MOURA, C. L.; JIURGIU, P. A. Uma avaliação das metodologias para determinação do poder calorífico dos resíduos sólidos urbanos. Revista de Ciências Exatas e Tecnologia, v. 8, p. 9-31, 2013.
SILVA, R. L. da; CORREIA, M. A. C.; BEZERRA, I. D. 054-Potencial Agroecológico para uso do bagaço da cana-de-açúcar na adubação orgânica no estado de Mato Grosso do Sul. Cadernos de Agroecologia, v. 5, n. 1, p. 1-4, 2010.
SILVA, R. L. da; PAULA, I. O. de; PATELLI JÚNIOR, J. R.; TORRES, T. R. C.; PEREIRA, T. V. Residual biomasses in the micro-region of Dourados (MS): assessment and availability for energy in agriculture thermal conversion. Eng. Agrícola, v. 37, n. 3, p. 433-440, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v37n3p433-440/2017.
SILVA, V. S.; GARCIA, C. de A.; SILVA, C. M. da. O destino do bagaço da cana-de-açúcar: um estudo a partir das agroindústrias sucroalcooleiras do Paraná. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, v. 3, n. 1, p. 59-76, 2010.
SOUZA, C. F.; CIRILO, L. da S.; BASTOS, R. G.; PERES, J. G.; OLIVEIRA, A. F. Sonda de TDR para a estimativa de umidade em bagaço de cana-de-açúcar. Engenharia Agrícola, v. 36, n. 1, p. 24-35, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v36n1p24-35/2016.
TEIXEIRA, L. P.; ANDRADE, E. T. de; ESPÍNDOLA, J. Z.; PEREIRA, R. G. Determinação do equilíbrio higroscópico e do calor isostérico do bagaço de cana-de-açúcar. Engenharia Agrícola, v. 35, n. 3, p. 555-566, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v35n3p555-566/2015.
VLASSOV, D. Combustíveis, combustão e câmaras de combustão. Curitiba: Ed. da UFPR, 2001. 185 p.
ZANIBONI, P. H.; SCHMIDT, C. A. P. Gestão de resíduos sólidos gerados em uma indústria sucro-alcooleira visando seu correto armazenamento e destinação final. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, v. 7, n. 1, p. 195-210, 2014.
ZAPAROLLI, Domingos. Papel de bagaço e palha: empresas usam resíduos de cana-de-açúcar para produzir folhas de sulfite e embalagens. Pesquisa FAPESP, n. 263, jan. 2018. Disponível em: http://revistapesquisa.fapesp.br/2018/01/16/papel-de-bagaco-e-palha/. Acesso em: nov. 2017.
ABNT. NBR 6922: carvão vegetal - ensaios físicos - determinação da massa específica (densidade à granel). Rio de Janeiro, 1981. 2 p.
ABNT. NBR 7402: Carvão vegetal - determinação granulométrica. Rio de Janeiro: ABNT, 1982. 3 p.
ABNT. NBR 8112: Carvão vegetal - análise imediata. Rio de Janeiro, 1986. 5 p.
ABNT. NBR 8633: Carvão vegetal - determinação do poder calorífico. Rio de Janeiro, 1984. 12 p.
AGRENCO. Agrenco Bioenergia Ind. Com. Óleos Biodiesel Ltda. São Paulo, 2011. Disponível em: https://agrencogroup.com/. Acesso em: set. 2012.
ALMEIDA, L. F. P.; SOLA, A. V. H.; BEHAINNE, J. J. R. Sugarcane bagasse pellets: characterization and comparative analysis. Acta Scientarum Technology, v. 39, n. 4, p. 461-468, 2017. DOI: 10.4025/actascitechnol.v39i4.30198.
CABRAL, M. R.; NAKANISHI, E. Y.; FIORELLI, J. Cement-bonded panels produced with suggarcane bagasse cured by accelerated carbonation. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 30, n. 6, 2018. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002301.
CLIMATEMPO. Climatologia: Caarapó - MS. Disponível em: https://www.climatempo.com.br/climatologia/1115/caarapo-ms. Acesso em: set. 2018.
CORTEZ, L. A. B.; LORA, E. E. S.; GÓMEZ, E. O. Biomassa para energia. Campinas: Ed. Unicamp, 2008. 733 p.
EMPRESA DE PESQUISAS ENERGÉTICAS. Balanço Energético Nacional, ano base 2016. Rio de Janeiro: EPE, 2017. 296 p. Disponível em: https://ben.epe.gov.br/default.aspx. Acesso em: set. 2018.
GARCIA, R. Combustíveis e combustão industrial. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2013. 358 p. ISBN-10: 8571933030
GONÇALVES, S. P. C.; STRAUSS, M.; DELITE, F. S.; CLEMENTE, Z. Activated carbon from pyrolysed sugarcane bagasse: Silver nanoparticle modification and ecotoxicity assessment. Science of the Total Environment, v. 565, n. 15, p. 833-840, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.03.041.
IBGE. Levantamento sistemático da produção agrícola: Mato Grosso do Sul. In: IBGE. SIDRA: banco de tabelas estatísticas. Disponível em: https://sidra.ibge.gov.br/home/lspa/mato-grosso-do-sul. Acesso em: ago. 2018.
JULCA-BRICE, B. M.; NEVES, M. F. Caracterización de sistemas agroindustriales: un estudio comparativo de los sectores sucroenergéticos de Brasil y Colombia. Interciencia, v. 36, p. 356-364, 2011.
LAINE, J. La bioenergia como alternativa para el desarrollo sustentable. Interciencia, v. 39, p. 205-206, 2014.
MANSOR, S.; ZAINUDDIN, N. I.; AZIZ, N. A.; RAZALI, M.; JOOHARI, M. I. Sugarcane bagasse fiber - an eco-friendly pavement os SMA. AIP Conference Proceedings, v. 2020, n. 1, p. 020032(1-6), oct. 2018. DOI: 10.1063/1.5062658.
NOGUEIRA, T. C. de S.; SANTOS, D. F. L.; RODRIGUES, S. V. Valoração de usina terméletrica de biomassa: um estudo de caso. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, v. 10, n. 2, p. 343-369, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.17765/2176-9168.2017v10n2p343-369.
NOVACANA. As 100 cidades que mais produziram cana-de-açúcar no Brasil em 2014. 2015. Disponível em: https://www.novacana.com/n/cana/mercado/100-cidades-produziram-cana-acucar-brasil-2014-121115/. Acesso em: out. 2017.
OLIVEIRA, S. F. A. Avaliação energética da biomassa do bagaço de cana-de-açúcar em diferentes indústrias sucroenergéticas. 2014. 80 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Produção) - Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, Brasil.
PARIKH, J.; CHANNIWALA, S. A.; GHOSAL, G. K. A correlation for calculating HHV from proximate analysis of solid fuels. Fuel, v. 84, n. 5, p. 487-494, 2005.
PAULA, L. E. R.; TRUGILHO, P. F.; NAPOLI, A.; BIANCHI, M. L. Characterization of residues from plant biomass for use in energy generation. Cerne, v. 17, p. 237-246, 2011.
POLI, D. C. R.; ZANCHETA, M. N.; BOARI, Z. M.; MELDONIAN, N. L.; MOURA, C. L.; JIURGIU, P. A. Uma avaliação das metodologias para determinação do poder calorífico dos resíduos sólidos urbanos. Revista de Ciências Exatas e Tecnologia, v. 8, p. 9-31, 2013.
SILVA, R. L. da; CORREIA, M. A. C.; BEZERRA, I. D. 054-Potencial Agroecológico para uso do bagaço da cana-de-açúcar na adubação orgânica no estado de Mato Grosso do Sul. Cadernos de Agroecologia, v. 5, n. 1, p. 1-4, 2010.
SILVA, R. L. da; PAULA, I. O. de; PATELLI JÚNIOR, J. R.; TORRES, T. R. C.; PEREIRA, T. V. Residual biomasses in the micro-region of Dourados (MS): assessment and availability for energy in agriculture thermal conversion. Eng. Agrícola, v. 37, n. 3, p. 433-440, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v37n3p433-440/2017.
SILVA, V. S.; GARCIA, C. de A.; SILVA, C. M. da. O destino do bagaço da cana-de-açúcar: um estudo a partir das agroindústrias sucroalcooleiras do Paraná. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, v. 3, n. 1, p. 59-76, 2010.
SOUZA, C. F.; CIRILO, L. da S.; BASTOS, R. G.; PERES, J. G.; OLIVEIRA, A. F. Sonda de TDR para a estimativa de umidade em bagaço de cana-de-açúcar. Engenharia Agrícola, v. 36, n. 1, p. 24-35, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v36n1p24-35/2016.
TEIXEIRA, L. P.; ANDRADE, E. T. de; ESPÍNDOLA, J. Z.; PEREIRA, R. G. Determinação do equilíbrio higroscópico e do calor isostérico do bagaço de cana-de-açúcar. Engenharia Agrícola, v. 35, n. 3, p. 555-566, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v35n3p555-566/2015.
VLASSOV, D. Combustíveis, combustão e câmaras de combustão. Curitiba: Ed. da UFPR, 2001. 185 p.
ZANIBONI, P. H.; SCHMIDT, C. A. P. Gestão de resíduos sólidos gerados em uma indústria sucro-alcooleira visando seu correto armazenamento e destinação final. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, v. 7, n. 1, p. 195-210, 2014.
ZAPAROLLI, Domingos. Papel de bagaço e palha: empresas usam resíduos de cana-de-açúcar para produzir folhas de sulfite e embalagens. Pesquisa FAPESP, n. 263, jan. 2018. Disponível em: http://revistapesquisa.fapesp.br/2018/01/16/papel-de-bagaco-e-palha/. Acesso em: nov. 2017.
Published
2020-02-20
Section
Agrobusiness
A Revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com o intuito de manter o padrão culto da língua, respeitando, porém, o estilo dos autores. As opiniões emitidas pelos autores são de sua exclusiva responsabilidade.
Os direitos autorais pertencem exclusivamente aos autores. Os direitos de licenciamento utilizado pelo periódico é a licença Creative Commons Attribution
Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional. São permitidos o compartilhamento (cópia e distribuição do material em qualquer meio ou formato) e adaptação (remixar, transformar, e criar a partir do trabalho, mesmo para fins comerciais), desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.
Os direitos autorais pertencem exclusivamente aos autores. Os direitos de licenciamento utilizado pelo periódico é a licença Creative Commons Attribution
Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional. São permitidos o compartilhamento (cópia e distribuição do material em qualquer meio ou formato) e adaptação (remixar, transformar, e criar a partir do trabalho, mesmo para fins comerciais), desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.