TECNOLOGIA DE LEITO FLUIDIZADO PARA PIRÓLISE RÁPIDADE BIOMASSA VEGETAL

Juan Miguel Mesa Péreza ; Luís Augusto Barbosa Corteza, Edgardo Olivares Gómeza; JoséDilcio Rochab ;Luis Enrique Brossard Gonzálezb ; JoséRoberto Nunhesc

aFaculdade de Engenharia Agrícola -FEAGRI/UNICAMP, Cidade Universitária “Zeferino Vaz”, BarãoGeraldo, CP 6011, CEP 13083-970, Campinas SP, Brazil, Fax 55193788-1010,

b Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético-NIPE, UNICAMPc Faculdade de Engenharia Química -FEQ/UNICAMP;

juanca_mesa@hotmail.com ; cortez@agr.unicamp.br ; jdr1203@uol.com.br ; egomez@ct.unicamp.br

RESUMO

Discute-se detalhes sobre a tecnologia deleito fluidizado existente na Universidade Estadualde Campinas (UNICAMP), Brasil, a qual temcapacidade para processar entre 100 e 250 kg/h debiomassa. A planta é usada para produzir bio-óleo efinos de carvão a partir do processo de piróliserápida de biomassa vegetal (capim elefante ebagaço de cana–de-açúcar), utilizando ar comoagente de fluidização.

Apresenta-se a estratégia empregada para aotimização experimental dos parâmetros deoperação da planta e de qualidade dos produtos dapirólise. São discutidas ademais algumasconsiderações para o “scale-up” da planta assimcomo os principais problemas e soluçõesencontrados pelos autores durante a operação doreator.

Finalmente são expostos alguns critériospara a análise econômica de alternativas geradas apartir de mudanças operacionais e de escala.

ABSTRACT

This research presents details about thefluidized bed technology developed at UniversidadeEstadual de Campinas (UNICAMP), Brazil, toconvert biomass into bio-oil using fast pyrolysis asa process, and agricultural and industrial residuessuch as cane trash and bagasse as raw material. Thepilot plant has a capacity in the range of 100 to 250kg/h of biomass.

The facility is able to produce bio-oil andfine charcoal from biomass. The fluidization ismade with air. The experimental optimization ofthe parameters and the quality of pyrolysis productsis the strategy applied and shown in this study.Some considerations about the process scale-up and

the main operational problems are also showed,discussed, and troubleshooted. Finally some criteriato make an economical analysis are delined toconsider the scale up and operational changes in thefacility.

INTRODUÇÃO

A partir da década de 70 muitos programasde pesquisa foram implantados objetivando odesenvolvimento de tecnologias alternativas deconversão termoquímica da biomassa vegetal,fundamentalmente a gaseificação e a pirólise. Nessesentido, muitos têm sido também os trabalhosrealizados por pesquisadores na busca constante decorrelações que permitam descrever os processos deconversão termoquímica da biomassa vegetal,principalmente a gaseificação e a pirólise em reatoresde leito fluidizado.

A obtenção de gás combustível e de síntese apartir da gaseificação, e de carvão vegetal,combustíveis líquidos (bio-óleo) e gasosos a partir dapirólise, usando biomassa vegetal como insumoinicial, têm hoje atenção especial por parte deinstituições de pesquisa e governamentais,universidades e muitas empresas vinculadas com aprodução e comercialização de energia elétrica.

Entretanto os estudos desenvolvidos emlaboratório e planta piloto para a obtenção demodelos matemáticos, quase sempre relacionamparâmetros de operação como temperatura e taxa deaquecimento, só por citar alguns, mas não vinculamos efeitos destes parâmetros com as características dequalidade dos subprodutos da pirólise.

Neste trabalho apresenta-se a estratégia paraa otimização experimental de características dequalidade dos produtos da pirólise, assim como,algumas considerações para o “scale-up” da plantanum reator de leito fluidizado em regime

borbulhante. Discute-se também os principaisproblemas encontrados durante a operação doreator e as soluções praticadas.

DETALHES SOBRE ATECNOLOGIA DE LEITO FLUIDIZADODA UNIVERSIDADE ESTADUAL DECAMPINAS (UNICAMP)

A instalação experimental em escala pilotoestá baseada na tecnologia de leito fluidizado. Asprincipais partes da planta são: um reator do tipo de

leito fluidizado, uma bateria de ciclones (2 ciclones)de eficiência média que separam os finos de carvãoaté uma determinada classe de tamanhos (Ponto A),uma segunda bateria de ciclones (1 ciclone) de altaeficiência para separar partículas de carvão de menortamanho (Ponto B), um sistema de recuperação debio-óleo, e um sistema de alimentação de biomassa.(Figura 1).

Figura 1. Planta de Pirólise Rápida em Leito Fluidizado

O reator está configurado basicamentepara uma capacidade nominal em torno de 280kWth e utiliza durante sua operação um leito dematerial inerte. O reator é de secção transversalcilíndrica e está construído em aço carbono comdiâmetro interno de 417 mm, revestidointernamente com isolamento térmico refratário de88 mm de espessura. Sua capacidade nominal dealimentação é de 100 kg/h de biomassa polidispersae possui uma placa de distribuição de ar com bicos.Cada bico tem 4 orifícios na sua parte superior

colocados em posição tangencial para evitar perda domaterial inerte pelo plenum.

O sistema de alimentação está composto poruma esteira transportadora, um silo de secçãoquadrada e uma rosca sem fim. A biomassa éalimentada na rosca através de um dosador rotativode velocidade variável. A Figura 2(a) mostra umesquema do reator com a localização das tomadas depressão estática, temperatura e concentração ao longoda altura do reator e as Figuras 2(b) e 2(c) uma vistaem detalhes da planta.

Sistema de Alimentação

Reator

Ponto A

Ponto B

Chaminé

Sistema de Recuperação de

Bio-óleo

Figura 2 (a) Esquema do reator com a localização das tomadas de pressão estática, temperatura e concentração ao longo da altura do reator,(b) e (c): Vistas em detalhe da planta.

È utilizado um sistema de aquisição dedados via computador que realiza a coleta de 14dados de temperatura em tempo real. são medidostambém valores de pressão estática ao longo daaltura do reator.

O monitoramento dos dados inclui aretirada de uma amostra de carvão vegetal na seçãoabaixo do ciclone e de bio-óleo no sistema derecuperação. a amostra de gás pirolítico é retiradacontinuamente através de uma linha de gás até aunidade amostradora que está acoplada aoanalisador demonóxido de carbono (CO) da Horiba modelo VIA510.

ETAPAS PARA O DESENVOLVIMENTODE PESQUISAS RELACIONADAS COMA TERMOCONVERSÃO DE BIOMASSA

EM REATORES DE LEITOFLUIDIZADO

Na Figura 3 os autores apresentam asetapas fundamentais que conformam a estratégiapara o desenvolvimento de pesquisas relacionadascom a termoconversão de biomassa vegetal emreatores de leito fluidizado.

Os objetivos a serem atingidos através douso da estratégia proposta são:

1. Otimizar em laboratório ou na plantapiloto as principais características de qualidades

dos produtos da termoconversão a partir do ajuste demodelos estatísticos,

2. Ajustar os modelos estatísticos em umaregião de experimentação o suficientemente amplaque inclua “todas” as possíveis condições práticas deoperação,

3. Obter informações adicionais sobre oprocesso e/ou produtos através do uso de ferramentascomputacionais,

4. Estimar o efeito da mudança de tamanhona qualidade do produto ou processo,

5. Gerar alternativas para a análiseeconômica a partir do conhecimento das distorçõesentre modelos em diferentes escalas visando a seleçãode alternativas viáveis ou a busca de novas a partir dareformulação do planejamento experimental inicial.

A seguir são discutidas algumasconsiderações sobre a estratégia a partir daexperiência adquirida pelos autores durante aotimização do processo de pirólise rápida em umreator de leito fluidizado que utiliza ar como agentede fluidização.

10 C

9 C 9 T

8 C 8 T 7 C 5 P

6 C 7 T 6 T 5 T

5 C 4 P 4 T

4 C 3 P 3 T

2 C 2 P 1 C 2 T 3 C

1 T 1 P

N 2 GLP

H AR

(A)

(B)

(C)

Figura 3. Esquema generalizado para o desenvolvimento de pesquisas relacionadas com a termoconversão de biomassa vegetal.

USO DA ESTRATÉGIA DEOTIMIZAÇÃO EXPERIMENTAL (EOE)

VISANDO A OTIMIZAÇÃO DOSPARÂMETROS DE QUALIDADE DOS

SUBPRODUTOS DA PIRÓLISE RÁPIDAEM LEITO FLUIDIZADO

A Estratégia de Otimização Experimental– EOE é usada no estudo da influência dos fatoresde possível influência sobre as principaispropriedades que caracterizam quantitativa equalitativamente os finos de carvão vegetal e bio-óleo obtidos a partir do processo de pirólise rápidaem leito fluidizado.

Suponhamos que se deseja otimizar umprocesso cujos contornos apresentam um ótimo noponto C (Figura. 4). A estratégia para localizar osníveis dos fatores que geram uma resposta ótima,neste caso X1c e X2c, consiste em escolher umaregião que contenha o ponto I, realizar uma serie deexperimentos planejados convenientemente edeterminar um modelo de primeira ordem quesomente será válido para a região escolhida.

Figura 4. Superfície de resposta com um ótimo em C

O modelo ajustado indicará a direção onde areposta se aproxima mais rapidamente ao ótimo,podendo ser um ponto de máxima ou mínimaresposta. uma vez determinada esta direção que nestecaso corresponde ao vetor I-II, realizam-seexperimentos sobre a trajetória até obter uma repostasignificativa menor que a anterior, quando isto ocorrese toma o ponto de mais alta reposta como centro deum novo planejamento experimental (II), também deprimeira ordem.

X 1

100

85

70

55 5540

40

25

I

II

X2c

X1c

X 2

C

Estratégia da otimizaçãoexperimental visando asmelhores condições deoperação;

Ampliação da região deexperimentação;

Correção dos modelosmatemáticos por efeitoda mudança de tamanho,aplicando a Teoria dosModelos

Geração de alternativasoperacionais.

Quantificar distorções entrereatores de diferentestamanhos.

ViabilidadeEconômica

Avaliação dosmodelos semi-empíricos utilizandoferramentascomputacionaisexistentes (SoftwareComprehesiveSimulation FluidizedBed (CSFB).

Melhoralternativa

Fim

NãoSim

O número de passos necessários parachegar ao ótimo depende da localização da regiãoonde são planejados os primeiros experimentos. Onúmero de etapas para atingir o ponto ótimodepende do pesquisador e de seu entendimentosobre o problema.

Quando a zona que se estuda encontra-secontendo um ponto estacionário, um modelo deprimeira ordem é insuficiente para descrever ocomportamento da reposta que se estuda,precisando-se acrescentar o número de níveis e deexperimentos. Desta maneira é possível estimar osnovos coeficientes contidos na correlação desegunda ordem. Finalmente são realizadasmanipulações matemáticas ao modelo visandodeterminar o ponto ótimo e efetivar experimentosem seu entorno para determinar a estabilidade dareposta. (MESA, 1998)

Os passos necessários que antecedem àexperimentação e posterior obtenção de modelosmatemáticos são:

a) Identificação dos fatores de possívelinfluência e variáveis de resposta

b) Realização de testes exploratórios (osprimeiros testes)

c) Definição dos níveis dos fatoresindependentes identificados

IDENTIFICAÇÃO DOS FATORESDE POSSÍVEL INFLUÊNCIA EVARIÁVEIS DE RESPOSTAS

Uma análise aprofundada das variáveis depossível influência no reator de leito fluidizadopossibilita diferenciá-las entre dependentes eindependentes. Assim tem que, do total anteriorconsidera-se como variáveis dependentes ourespostas do planejamento as seguintes:

Variáveis de processo Variáveis de Qualidade1. Distribuição da temperatura ao longo

da altura do reator;2. Tempo de residência das partículas

sólidas no reator.3. Composição dos gases na saída.

4. Rendimento em carvão e bio-óleo.5. Características dos subprodutos da pirólise

rápida (carvão e bio-óleo)

As variáveis independentes, podem ser agrupadas em 4 grupos fundamentais, os quais são:

Grupo 1: Variáveis relacionadas com a biomassa

Grupo 2: Variáveis relacionadas com oinerte do leito

1. Diâmetro equivalente médio das partículas(diâmetro de Sauter);

2. Densidade aparente e real;3. Umidade;4. Tipo de biomassa (bagaço de cana-de-açúcar e capim elefante)

1. Diâmetro equivalente médio das partículas(diâmetro de Sauter);2.Densidade aparente do leito de partículas;3. Tipo de inerte.

Grupo 3: Altura estática de materialinerte do leito

Quando se alimenta biomassa de baixadensidade (biomassa polidispersa) na parte inferiordo leito de material inerte, os gases produtos datermoconversão precisam vencer a resistênciaprovocada pela alta concentração das partículas deinerte. O tempo de residência dos gases produtosestá relacionado com a altura do material inerte e aporosidade do leito. Uma conseqüência das altasresistências do material de inerte ao escoamentodos gases produtos é o refluxo dos gases da pirólisepelo sistema de alimentação. A intensidade destevazamento de gás e função da queda de pressão quese estabelece entre a parte interior do leito e o

sistema de alimentação, a qual depende da altura doleito de inerte e a vazão do agente de fluidização.

Grupo 4: Variáveis relacionadas com osfluxos de entrada;

1. Vazão mássica de biomassa alimentada;2. Vazão mássica de ar suprido ao reator;3.Temperatura do ar na entrada do

distribuidor;Considerando-se que a temperatura do ar

permanece praticamente constante, para um tipoespecífico de biomassa (mesma natureza, fonte desuprimento, e características físicas) e de materialinerte do leito, as variáveis envolvidas nos grupos 1 e2 podem ser consideradas invariáveis, portanto ascorrespondentes aos grupos 3 e 4 constituem aspossíveis variáveis independentes, que pelas suascaracterísticas podem ser controladas pelopesquisador, elas são:

1.Relação mássica ar/biomassa b/aR ou

porcentagem de ar em relação ao estequiométricoPae .

2. Altura estática do leito de material inerteH ;

OS PRIMEIROS TESTESEXPERIMENTAIS

Para garantir a operação estável do reatorde leito fluidizado em regime de pirólise rápida,assim como o estabelecimento dos níveis dosfatores independentes acima identificados, érecomendável realizar testes experimentais

exploratórios, a partir dos quais seja possívelidentificar as principais dificuldades associadas coma operação da planta piloto. Na Tabela 1 abordam-seas principais dificuldades encontradas pelos autoresdurante a estabilização da planta piloto de piróliserápida em leito fluidizado da UNICAMP, assim comoalgumas das soluções praticadas

Tabela 1. Problemas, causas e soluções

Dificuldades Possíveis causas Soluções

ü Vazamento de gasesproduto da piróliseatravés do sistema dealimentação debiomassa

ü Elevada resistência ao escoamentodos gases da pirólise produzidos naparte densa do leito, provocadapela elevada concentração departículas de inerte (maior quedade pressão entre a base do leito e osistema de alimentação).

ü Diminuição da altura do leito deinertes;

ü Diminuição do diâmetro médio departículas;

ü Maior expansão do leito às custasdo aumento da vazão do agente defluidização;

ü Diminuição da folga entre o duto dealimentação e a rosca;

ü Implementação de um sistema defechamento no topo do silo dosistema de alimentação.

ü Travamento da roscade alimentação debiomassa

ü Elevada densidade aparente doleito de partículas no ponto dealimentação de biomassa

ü Alimentação da biomassa acima dafase densa do leito;

ü Maior expansão do leito

ü Sinterização domaterial inerte no leito

ü Elevado teor de cinzas dabiomassa (5-10% base seca);

ü Altas temperaturas na região doleito (acima de 850oC)

ü Ajuste das condiçõeshidrodinâmicas de operação do leitoe do regime térmico do reator.

ü Verificação dofenômeno dasegregação

ü Elevadas relações entre asdensidades das partículas de

biomassa e inerte i

b

ρρ e elevadas

relações entre o diâmetros médiosde partículas de biomassa e inerte

i

b

d

d

ü Operar com i

b

d

d =1, e com a menor

relação possível de i

b

ρρ

ü Acúmulo debiomassa e carvãovegetal dentro do leito

ü Elevados tempos de residência daspartículas sólidas dentro do leito

ü Operar o reator com relaçõesadequadas de ar e biomassa

ü Aquecimento inicialinadequado do materialinerte

ü Impossibilidade de manter atemperatura do leito de inertemediante o uso de Gás Liquefeitode Petróleo-GLP durante a partidado reator.

ü Utilização de finos de carvãovegetal de madeira comocombustível de aquecimento

ü Baixa eficiência deseparação de bio-óleo.

ü Utilização de um sistema deseparação impróprio para estafinalidade

ü Projeto, construção e montagem deum sistema de recuperação de bio-óleo. Esta solução ainda encontra-seem andamento

Os resultados dos testes exploratóriospossibilitaram o trabalho estável da planta, maiorconhecimento dos fenômenos que ocorrem durantea pirólise rápida em leito fluidizado assim como oestabelecimento dos níveis adequados para osfatores independentes identificados.

DEFINIÇÃO DOS NÍVEIS DOSFATORES INDEPENDENTESIDENTIFICADOS

O processo de pirólise rápida em reatoresde leito fluidizado utilizando ar como agente defluidização é complexo. Isso é provocado pelasrestrições que devem ser cumpridas durante aoperação do reator, tais como:

1. A vazão de ar utilizada deve ser tal quegaranta uma adequada fluidização do leito deinertes,

2. As vazões de ar devem correspondercom não mais do que um 5 a 15 % do arestequiométrico;

3. Conseguir baixos tempos deresidências da fase gasosa dentro do reator.Procura-se evitar reações secundárias significativas;

4. Conseguir uma adequada distribuiçãode temperatura ao longo da altura do reator a qual éuma conseqüência dos itens anteriores.

O cumprimento das condições anterioresdepende dos níveis estabelecidos para os fatores queinfluenciam na operação do reator, tais como:diâmetro do inerte, altura do leito fixo de materialinerte, velocidade de mínima fluidização do inerteutilizado e a relação ar/biomassa, entre outrasvariáveis.

Os valores da Pae foram determinadosatravés do conhecimento das relaçõesestequiométricas Ar/Combustível para combustãototal da biomassa (bagaço de cana-de-açúcar e capimelefante). Os resultados obtidos mostram-se acontinuação:

Tipo de Biomassa Relação mássica dear/biomassa seca

Bagaço de Cana-de-Açúcar

5,93

Capim Elefante 4,69

Finalmente os níveis estabelecidos para aaltura do leito de material inerte HL e a porcentagemde ar em relação ao estequiométrico ( Pae ) são osseguintes:

Fatores independentes Nível Inferior Nível SuperiorAltura do leito de material inerte HL (mm) 164 250Porcentagem de ar em relação ao estequiométrico ( Pae ) (%) 7 9

AMPLIAÇÃO DA REGIÃO DEEXPERIMENTAÇÃO

A realização de testes adicionais visa aobtenção de modelos matemáticos válidos para umaregião de experimentação suficientemente amplaque possa incluir “todas” as possibilidades práticasdurante a pirólise rápida de biomassa usando atecnologia de leito fluidizado.

Os novos testes podem ser planejadosseguindo a trajetória de máxima inclinação. NaFigura 5.1 apresenta-se varias retas que partem doponto central e passam pelas esquinas do quadradoque limita a região em estudo, esta representação é

colocada só para mostrar possíveis trajetórias deforma esquemática.

Outra forma que pode ser utilizada paraampliar a região experimental é através deplanejamentos fatoriais na direção na qual, segundo omodelo inicial, os valores da resposta sejam osmelhores (Figura 5.2). A aplicação de TécnicasEvolutivas (EVOP) também pode ser usada para estafinalidade, fundamentalmente quando o estudoexperimental é feito em plantas de tamanhoapreciável. Para o uso das Técnicas Evolutivas(EVOP) é preciso que os fatores independentespossam ser mudados convenientemente durante arealização dos ensaios, e determinadas ascaracterísticas de qualidades.

Figura 5.1 trajetória de máxima inclinação paracada esquina do quadrado

Figura 5.2. realização de vários planejamentosexperimentares fatoriais

A analise da superfície de resposta é outraforma por meio da qual pode-se conhecer ascaracterísticas da resposta que se estuda. Estaanálise é feita sobre correlações de segunda ordem,que a diferença com os métodos anteriormentediscutidos. A transformação canônica de umaequação de segundo grau, brinda informaçõesadicionais acerca das características da superfíciede resposta em uma região curva do hiper-espaço.

Por outro lado, em reatores de leitofluidizado, fatores tais como, velocidadesuperficial, diâmetro médio de partícula etemperatura, podem ser consideradas variáveisnaturais porque podem ser medidasconvenientemente em separado. Variáveisfundamentais que não são diretamente medidas,mas que podem descrever melhor o sistema (porexemplo, número de Reynolds, Archimedes) sãofreqüentemente função de duas ou mais variáveisnaturais. Nesses casos, os sistemas “telha” sãofreqüentes durante a análise canônica, indicando arelação entre as variáveis naturais.

A análise dimensional determina a formana qual se encontram relacionadas as variáveisfundamentais com as variáveis naturais.

EFEITO DA MUDANÇA DE TAMANHOSOBRE OS PARÂMETROS DE

QUALIDADE DOS SUBPRODUTOS DAPIRÓLISE

Existem diferentes estudos sobre ainfluência do diâmetro de partículas do material

inerte na hidrodinâmica de leitos fluidizados visandocompreender as causas da diminuição da conversãoou a qualidade de determinado produto com oincremento do diâmetro do reator. Esses estudos têmajudado no desenvolvimento de modelos físicos sobreo desempenho do reator.

A base de conhecimentos sobre a qual seapóia a Teoria de Escalamento ou Teoria dosModelos está contida no seguinte princípiofundamental:

A configuração espacial e temporal de umsistema físico está determinada pela razão degrandezas dentro do mesmo sistema, e não dependedo tamanho deste nem da natureza das unidades emque se medem essas grandezas. Se diz que doissistemas são semelhantes quando entre eles guardam-se semelhanças geométrica, cinemática, térmica, etc.(ROSABAL, 1988)

Através da Teoria dos Modelos sãoanalisados os diferentes critérios de semelhança, quevêm expressados por grupos adimensionais de força(números adimensionais, por exemplo, Reynolds,Freude, Nusselt, etc.).

O conjunto de números adimensionais quecaracterizam um processo dado (equações criteriais)constitui a informação necessária e suficiente para oprojeto de mudança de escala.

Na Tabela 2 são apresentados algunsparâmetros de escala determinados a quente naunidade piloto da UNICAMP para verificar a relaçãode escala no reator e sua influência nas característicasde qualidade dos subprodutos da pirólise:

Tabela 2: Parâmetros de escala obtidos a quente no reator de leito fluidizado da UNICAMP referidos a 600 oC

µρ /Duf 0 gDu 20 fs ρρ DL pdD φ ( )md p µ epR mfuu0

533604707

0,00290,00370,005

645464546454

0,390,50,6

254325432543

0,60,60,6

164164164

0,0750,2370,278

2,798,48

10,28

CORREÇÃO DE MODELOSMATEMÁTICOS POR EFEITO DE

MUDANÇA DE ESCALA

Os modelos matemáticos empíricosderivados do planejamento experimental,descrevem as principais características de qualidadede um produto ou processo em uma regiãoexperimental pequena e para uma escaladeterminada.

As relações de escalas obtidas ao igualaros parâmetros adimensionais para plantas dediferentes tamanhos são incorporadas nos modelosmatemáticos para estimar o efeito da mudança deescala (modelos corrigidos por efeito da mudançade escala). A diferença entre os valores dasrespostas preditas pelo modelo matemático ajustadoe o corrigidos, para as mesmas condições deoperação é chamada de distorção.

Essas distorções serão não significativas seo grau de mistura e a eficiência de contato gás –sólido são mantidas constantes entre leitos dediferente tamanhos já que, as característicastérmicas e a velocidade da reação química serãotambém similares. O fato anterior envolve oentendimento das mudanças hidrodinâmicas e comoessas mudanças influenciam as condições térmicase químicas por variação no contato sólido - gás,tempo de residência, circulação de sólidos, misturae distribuição do gás, etc. (WEN-CHING, 1998)

O uso d ferramentas computacionaispossibilita o entendimento de fenômenos que napratica são difíceis de quantificar ou os recursosnecessários para sua determinação são elevados.

CRITÉRIOS PARA A ANÁLISEECONÔMICA DE LEITOS

FLUIDIZADOS

Freqüentemente se acostuma fazer análiseseconômicas de tecnologias para diferentes escalasvisando o estudo da viabilidade econômica emfunção do volume de produção. Esse processo éfeito quase sempre sem considerar as mudanças queexperimentam a qualidade dos produtos durante amudança de tamanho.

O uso de relações lineares na maioria doscasos levam à toma de decisões erradas técnica efinanceiramente. Esse fato se deve à relaçãoexistente entre a qualidade do produto e o preço devenda.

Essa situação exige o conhecimento dasverdadeiras relações de escala entre plantas dediferentes tamanhos visando conhecer as possíveisdistorções entre as características de qualidade doproduto ou processo nas diferentes escalas e suainfluencia nos parâmetros econômicos efinanceiros.

Recomenda-se que as alternativas geradaspela combinação entre os níveis dos fatores que

influenciam na operação do reator, sejam avaliadastécnica, econômica e financeiramente. O anteriorpermite que os modelos econômicos sejam funçãodos parâmetros operacionais e levem em conta oefeito da mudança de tamanho usando critérios desemelhança.

Embora esses indicadores sejam calculados,o uso das estruturas dos planejamentosexperimentais, além de ser válido é vantajoso.

CONCLUSÕES

A unidade piloto de leito fluidizado para apirólise de biomassa da UNICAMP, trabalha deforma estável, porém as flutuações de pressão durantea operação ainda não foram completamenteresolvidas.

A utilização da Estratégia da Otimizaçãoexperimental minimiza tempo e recursos.

Estimar a influencia do efeito da mudança detamanho na qualidade dos produtos da pirólise e nosparâmetros econômicos e financeiros e umanecessidade.

A estratégia generalizada para odesenvolvimento de pesquisas relacionadas com atermoconversão de biomassa indica o caminho aresultados concretos e viáveis economicamente ou àreformulação do projeto de pesquisa.

PALAVRAS CHAVES

pirólise, biomassa, “scale-up”, otimização, bio-óleo

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à FAPESP pelosrecursos em bolsas e auxílio a pesquisa sem os quaisseria impossível o desenvolvimento desse trabalho:

Processos: 98/15448-5 ; 01/08152-7

REFERÊNCIAS

[1]MESA PÉREZ, J.M, L.E. BROSSARD, J.R.GUERRERO, E. HENRY. Estrategia de utilizacióndel Diseño de Experimentos”, Tecnología QuímicaVol.18, N° 2, 1998

[2]ROSABAL, J. Teoria del Escalado ediciónISPJAM, Santiago de Cuba, Cuba, 1988;

[3]WEN-CHING YANG. Fluidization SolidsHandling and Processing, Pittsburgh, Pennsylvania,1998