Estudo exploratório do processo de biossecagem aplicado ao controle de umidade da biomassa de cana de açúcar

dc.contributor.advisor1Maia, Gustavo Dias
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3804133304643228
dc.contributor.authorPimenta, Marina de Brito
dc.date.accessioned2025-07-25T17:31:08Z
dc.date.issued2025-07-07
dc.description.abstractIn Brazil, each metric ton of sugarcane processed in sugar and ethanol mills generates approximately 250 kilograms of biomass in the form of sugarcane bagasse, resulting in an annual production ranging from 5 to 12 million metric tons of this residue. Sugarcane bagasse can be used as an energy source through combustion process. However, sugarcane biomass must be subjected to a moisture control process in order to optimize operation conditions during the combustion. Conventional drying processes are highly costly, so an alternative involves the use of biological heat generated by microbial activity to remove water from the system. This process, known as biodrying, relies on the metabolic activity of microorganisms present in the biomass, which can generate temperatures of up to 70 °C. Nevertheless, studies on biodrying remains limited and there is a significant demand for scientific studies that optimize the development of this process for industrial scale drying of organic solid waste. Therefore, the objective of this study is to present an exploratory investigation of the biodrying process applied to moisture control in sugarcane biomass, utilizing native microorganisms from the biomass. The thermal profile of the system and the mass loss over time were monitored to support the development of process intensification strategies. Three experiments were conducted, adopting a fixed bed configuration, with variations in operating time, aeration regime, initial biomass humidification and turning processes. The results demonstrate that, in the first two short-term experiments, there was no significant increase in temperature and mass loss was minimal, indicating limited microbiological activity. In contrast, the third experiment, which lasted 30 days, employed continuous aeration and periodic turning, resulting in improved thermal performance and a greater mass reduction. However, the temperature values did not reach characteristics of efficient biodrying (above 40°C). The total mass loss was 1,7 kilograms, indicating partial moisture removal and some microbiological activity. The results indicate that the method is promising but the operational conditions require optimization.eng
dc.description.resumoNo Brasil, cada tonelada de cana-de-açúcar moída nas unidades sucroalcooleiras gera aproximadamente 250 quilogramas de biomassa na forma de bagaço de cana, o que resulta em uma faixa de produção anual de 5 a 12 milhões de toneladas desse resíduo. Visando sua valorização, o bagaço de cana de açúcar pode ser empregado como fonte de energia através de processos de combustão e pirólise. Para tanto, a biomassa de cana de açúcar precisa ser submetida a um processo de controle de umidade a fim de proporcionar as melhores condições de operação durante a combustão. Considerando o alto custo dos processos convencionais de secagem, uma alternativa consiste no emprego de uma fonte biológica de calor para a remoção da água do sistema. Nesse processo, conhecido como biossecagem, os microrganismos presentes na biomassa geram calor devido à sua atividade metabólica, podendo atingir temperaturas de até 70 °C. Entretanto, o número de pesquisas é escasso e há uma grande demanda de estudos científicos que permitam um melhor desenvolvimento desse processo para o emprego na secagem de resíduos sólidos orgânicos em escala industrial. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo o estudo exploratório do processo de biossecagem aplicado ao controle de umidade da biomassa de cana de açúcar adotando os microrganismos nativos do próprio resíduo. Serão investigados o perfil térmico do sistema e a perda de umidade ao longo do tempo a fim de fomentar possíveis caminhos para a elaboração de estratégias de intensificação para este processo em particular. Foram conduzidos três ensaios, adotando uma configuração de leito fixo, com variações no tempo de operação, regime de aeração, umidificação inicial da biomassa e práticas de homogeneização do leito. Os resultados demonstram que, nos dois primeiros ensaios, de curta duração, não houve elevação significativa da temperatura e a perda de massa foi discreta, indicando atividade microbiológica limitada. No terceiro ensaio, com duração de 30 dias, aplicação de aeração contínua e homogeneização periódica, apresentou melhora no desempenho térmico e maior redução de massa, ainda que os valores de temperatura não tenham atingido níveis característicos de biossecagem eficiente (acima de 40°C). A perda de massa total foi de 1,7 quilogramas, indicando perda parcial de umidade e alguma atividade microbiológica. Os resultados obtidos indicam que o método é promissor e as condições operacionais precisam ser otimizadas.
dc.identifier.citationPIMENTA, Marina de Brito. Estudo exploratório do processo de biossecagem aplicado ao controle de umidade da biomassa de cana de açúcar. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22431.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22431
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQ
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectBagaço de cana de açúcar
dc.subjectBiossecagem
dc.subjectControle de umidade
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
dc.titleEstudo exploratório do processo de biossecagem aplicado ao controle de umidade da biomassa de cana de açúcar
dc.title.alternativeExploratory study of the biodrying process applied to sugarcane biomass moisture controleng
dc.typeTCC

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