Título: AVALIAÇÃO DA EMISSÃO DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS EM UMA FORNALHA DE TORREFAÇÃO DE CAFÉ

Título alternativo: EVALUATION OF EMISSION OF ATMOSPHERIC POLLUTANTS IN A COFFEE ROAST FURNACE

Autoria de: Ruth Mikaele de Lima Ribeiro

Orientação de: Lidja Dahiane Menezes Santos Borel

Presidente da banca: Lidja Dahiane Menezes Santos Borél

Primeiro membro da banca: Cristiane Alves Pereira

Segundo membro da banca: Iara Hernandez Rodriguez

Palavras-chaves: Emissão de poluentes, impacto ambiental, eficiência de combustão, torradores de café, eucalipto.

Data da defesa: 16/09/2022

Semestre letivo da defesa: 2022-1

Data da versão final: 24/09/2022

Data da publicação: 24/09/2022

Referência: Ribeiro, R. M. d. L. AVALIAÇÃO DA EMISSÃO DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS EM UMA FORNALHA DE TORREFAÇÃO DE CAFÉ. 2022. 75 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.

Resumo: Na indústria, o calor é a energia que move os processos, gerando várias transformações. Para a produção de café torrado, o calor gerado por fornalhas é usado nas etapas de secagem e torra do café, possibilitando transformações químicas, físicas e sensoriais. Cada vez mais as empresas buscam substituir combustíveis fósseis, usados na geração de calor, por alternativas renováveis, sendo uma delas o eucalipto, devido a absorção de CO2 durante seu desenvolvimento e baixo custo de aquisição. Entretanto, ainda há impactos associados ao seu uso devido à emissão de poluentes durante a queima. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a relação das emissões de CO, NOx e Material Particulado emitidos pelo sistema de geração de calor em uma fornalha usada para fornecer calor a torradores de café, propondo melhorias para redução das emissões destes poluentes, e avaliação dos impactos ambientais gerados.Com base nos resultados da análise dos efluentes gasosos do processo realizada em 2021, que apresentou emissão de poluentes dentro do especificado pela legislação, avaliou-se as emissões da segunda análise realizada no ano de 2022 (202202) e sua relação com os seguintes parâmetros Alimentação ar, temperatura da fornalha, qualidade do combustível e vazão do sistema de coleta de Material Particulado. A hipótese levantada considera que o aumento da vazão de emissão do efluente sugere excesso de ar na câmara de combustão, o qual reduz a temperatura da fornalha, gerando menos NOx, mais monóxido de carbono e Material Particulado, evidenciados pelos resultados da análise dos gases de exaustão de 202202. Como melhoria sugere-se o monitoramento das emissões dos poluentes (CO, NOx e CO2) nas chaminés, e de O2 na saída dos gases da fornalha. Este controle possibilita ajustes operacionais e, à avaliação detalhada da relação entre os parâmetros de processo e suas reais influências na emissão de poluentes. Para avaliação do impacto ambiental do processo estudado, calculou-se o indicador de categoria Mudanças Climáticas (GWP) que apresentou valores de impacto entre 45.000 e 55.000 CO2eq., em que o principal contribuinte é a emissão de CO2, característica do processo de queima de eucalipto. A substituição deste combustível deve levar em consideração todo ciclo de vida dos combustíveis alternativos, como por exemplo o gás natural, que emite menos CO2 durante a queima (0,32 mols CO2MJ gerado) se comparado ao eucalipto (1,7 mols CO2MJ gerado), porém, durante o processo de obtenção do gás natural há emissão de Gases de Efeito Estufa enquanto, o eucalipto em seu cultivo, consome CO2 pela fotossíntese. Durante a realização deste trabalho, a ausência do monitoramento contínuo do processo e suas emissões, dificultou testar ajustes nos parâmetros que estão relacionados a geração de calor e, estimar o real impacto ambiental gerado pelo processo, tendo em vista que, os valores considerados são obtidos de forma esporádica. São necessários mais estudos após a implementação das melhorias propostas, visando estabelecer padrões que não comprometam o processo e gere menos impacto ambiental.

Abstract: In industry, heat is the energy used in processes generating various transformations. To produce roasted coffee, the heat generated by furnaces is used in the drying and roasting stages of the coffee, allowing chemical, physical and sensorial transformations. More and more companies seek to replace fossil fuels, used in heat generation, with renewable alternatives, one of which is eucalyptus, due to the absorption of CO2 during its development and low acquisition cost. However, there are still impacts associated with its use due to the emission of pollutants during burning. Thus, the present work aimed to evaluate the correlation of CO, NOx and Particulate Matter emissions by the heat generation system in a furnace used to provide heat to coffee roasters, proposing improvements to reduce emissions and assessment of the environmental impacts generated. Based on the results of the analysis of the gaseous effluents of the process of 2021, which presented emission of pollutants within the specified by the legislation, the emissions of the second analysis of the year of 2022 (202202) and its correlation with the following parameters Air supply, furnace temperature, fuel quality and flow rate of the Particulate Material collection system. The hypothesis raised considers that the increase in the effluent emission flow suggests excess air in the combustion chamber, which reduces the temperature of the furnace, generating less NOx, more carbon monoxide and particulate matter, evidenced by the results of the analysis of the gases of exhaustion of 202202. As an improvement, it is suggested to monitor the emissions of pollutants (CO, NOx and CO2) in the chimneys, and of O2 in the output of the furnace gases. This control enables operational adjustments and a detailed assessment of the correlation between critical process points and their real influence on pollutant emissions. For environmental impact assessment, the Climate Change (GWP) category indicator was calculated which presented impact values between 45,000 and 55,000 CO2eq., in which the main contributor is the CO2 emission, characteristic of the eucalyptus burning process. The replacement of this fuel must consider the entire life cycle of alternative fuels, for example, natural gas emits less CO2 (0.32 mol CO2MJ generated) during burning, but during its extraction, the emission of Greenhouse Gases is high compared to eucalyptus, which emits 1.7 mol CO2MJ generated. During this work, the absence of continuous monitoring of the process and the emission of the pollutants studied made it difficult to test adjustments in parameters that influence heat generation and to estimate the real environmental impact generated by the process, since the emissions considered are measured in a punctual way. More studies are needed after the implementation of the proposed improvements, aiming to establish standards that don????????????????t compromise the process and generate less environmental impact.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_quimica/20221201610452

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Ruth Mikaele de Lima Ribeiro e Universidade Federal de Lavras

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