BRPI0904378A2

BRPI0904378A2 - briquettes of vegetable raw material, and their production process

Info

Publication number: BRPI0904378A2
Authority: BR
Inventors: Marcela Amazonas Cavalcanti; Antonio Azevedo Correa; Manuel Cavalcante Pessoa; Santos Nelson Silva Dos; Raimundo Nonato Arival
Original assignee: Inst Nac De Pesquisa Da Amazonia Inpa
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2011-07-05

Abstract

BRIQUETES DE MATéRIA-PRIMA VEGETAL, E PROCESSO DE PRODUçãO DOS MESMOS, A presente invenção tem como objeto um briquete compreendendo matéria-prima vegetal como por exemplo caroços de açai, caroços de tucumá ou borra do açai, e aglutinantes, como goma de mandioca, e também um processo de produção destes briquetes.VEGETABLE RAW MATERIAL BRIQUETTES, AND THE SAME PRODUCTION PROCESS The object of the present invention is a briquette comprising vegetable raw material such as açai stones, tucumá stones or açai sludge, and binders, such as manioc gum, and also a production process for these briquettes.

Description

Relatório Descritivo de Patente de InvençãoPatent Invention Descriptive Report

Briquetes de Matéria-Prima Vegetal, εProcesso de Produção dos MesmosVegetable Raw Material Briquettes, ε Same Production Process

Campo da InvençãoField of the Invention

A presente invenção tem como objeto um briquete compreendendomatéria-prima vegetal como por exemplo caroços de açaí, caroços de tucumãou borra do açaí, e aglutinantes, como goma de mandioca, e também umprocesso de produção destes briquetes.The present invention is directed to a briquette comprising vegetable raw material such as açai pits, tucumã or acai pits, and binders such as cassava gum, and also a production process of these briquettes.

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention

O briquete conhecido no segmento é feito com a prensagem demateriais fibrosos in natura a altas temperaturas e sem adição de aglutinantes.Usam materiais e resíduos das regiões Sudeste e Sul do Brasil, e de outroslugares do mundo, como café, pinus, eucalipto, e madeiras da área.The briquette known in the segment is made by pressing in natura fibrous materials at high temperatures and without the addition of binders. They use materials and residues from the Southeast and South of Brazil, and from other places in the world, such as coffee, pine, eucalyptus, and woods. of the area.

Os briquetes da presente invenção são feitos com resíduos da RegiãoAmazônica como resposta a uma necessidade da agroindústria da região. Éresultado de observação, pesquisa e inúmeros ensaios até chegar a umproduto de qualidade e potencial de comercialização considerando toda acadeia: há matéria-prima em abundância, tem mercado certo e tem apeloambiental ao evitar o descarte aleatório de resíduo e ao entrar como substitutoao uso de madeiras sem manejo florestal, além de ser fonte de emprego erenda a comunidades e municípios carentes de fábricas.The briquettes of the present invention are made with waste from the Amazon Region in response to a need for the region's agro-industry. It is the result of observation, research and countless trials to reach a quality product and marketing potential considering every chain: there is abundant raw material, has a right market and environmental appeal to avoid random waste disposal and to substitute for the use of wood. without forest management, as well as being a source of employment for communities and municipalities in need of factories.

A literatura patentária possui diversos exemplos de briquetes similares eos parágrafos abaixo falam dos mais relevantes e das principais diferenças decada um.The patent literature has several examples of similar briquettes, and the paragraphs below speak of the most relevant and major differences in each.

O documento WO 2006/081645 descreve um método de preparação degrânulos de biomassa que compreende uma etapa de secar a biomassacoletada, separar a biomassa combustível dos contaminantes, refinar abiomassa combustível, separar contaminantes finos como sílica e outrasimpurezas inorgânicas. O grânulo descrito neste documento não compreende ouso de compostos aglutinantes e segundo o documento, a combustão dosmesmos não gera gases danosos ao meio ambiente.WO 2006/081645 describes a method of preparing biomass granules comprising a step of drying biomass, separating fuel biomass from contaminants, refining fuel biomass, separating fine contaminants such as silica and other inorganic impurities. The granule described herein does not comprise the use of binder compounds and according to the document, combustion of the same does not generate environmentally harmful gases.

A presente invenção difere do documento citado pelo fato decompreender goma de mandioca como composto aglutinante e por nãocompreender uma etapa de refino ou de separação de contaminantes finos.The present invention differs from the document cited in that it decomposes cassava gum as a binder compound and in that it does not comprise a refining or separation step for fine contaminants.

O documento US 2007/0289204 descreve um método de obtenção depellets e briquetes de combustível sólido. O processo de preparo descrito nestedocumento compreende uma etapa de fragmentação grosseira de materialvegetal já processado e/ou peças de madeira naturais não previamenteprocessadas e uma etapa de separação entre o material combustível e omaterial não-combustível. O material combustível selecionado é novamenteprocessado de modo a obter menor granulação, seco e prensado de modo aformar os pellets.US 2007/0289204 describes a method of obtaining solid fuel depellets and briquettes. The preparation process described in this document comprises a step of coarse fragmentation of already processed vegetable material and / or unprocessed natural wood pieces and a step of separation between combustible material and non-combustible material. The selected combustible material is again processed to obtain less granulation, dried and pressed to form the pellets.

A presente invenção difere deste documento pelo fato da etapa desecagem ocorrer antes da etapa de prensagem e obtenção de grãos e pelo fatoda composição compreender o uso de goma de mandioca.The present invention differs from this document in that the drying step occurs prior to the pressing and harvesting step and that the composition comprises the use of cassava gum.

O documento US 4,863,488 descreve um combustível sólido quecompreende uma mistura de um material altamente combustível, materiais quese fundem tais como resinas de polímeros e pós de baixa caloria como cinzasde combustão de combustível que compreende carbono não queimado, de 5 a95% em peso de um componente inorgânico e uma etapa de moldar a mistura.US 4,863,488 describes a solid fuel comprising a mixture of a highly combustible material, fused materials such as polymer resins and low calorie powders such as combustion ash comprising unburned carbon, from 5 to 95% by weight of a component. inorganic and a step of shaping the mixture.

O combustível deste documento apresenta um valor calorífico controlado euma taxa de combustão controlada.The fuel in this document has a controlled calorific value and a controlled combustion rate.

A presente invenção difere deste documento pelo fato de nãocompreender resinas de polímeros, por não compreender um componenteinorgânico e pelo fato de compreender caroços de açaí, tucumã, borra de açaíe goma de mandioca.The present invention differs from this document in that it does not comprise polymer resins, in that it does not comprise an inorganic component and in that it comprises açaí, tucumã, açai and manioc gum pits.

O documento US 3,938,965 descreve um processo para a produção decombustível sólido de materiais de madeira que compreende relativamentepouca cinza e cinza de baixa abrasão. O processo inclui uma etapa decarbonização do material para a obtenção de carvão, resfriamento,condicionamento e estabilização do carvão, uma etapa de amassar o carvãoformado até a obtenção de partículas de tamanho trama 16 ou do tamanho deuma tela fina, beneficiar o carvão particulado pela separação baseado nadensidade, selecionar o carvão com a densidade desejada, moer eopcionalmente prensar o material de modo a formar briquetes.US 3,938,965 describes a process for the solid fuel production of wood materials which comprises relatively little gray and low abrasion gray. The process includes a carbon decarbonization step for charcoal chilling, cooling, conditioning and stabilization, a step from kneading the formed charcoal to weft-sized or fine-particle sized particles, benefiting the particulate coal by separation. Based on the density, select the coal with the desired density, grind and optionally press the material to form briquettes.

A presente invenção difere da invenção deste documento pelo fato decompreender o uso de uma goma de mandioca que é misturada ao carvãomoído.The present invention differs from the invention of this document in that it comprises the use of a cassava gum that is mixed with charcoal.

O documento US 4,548,615 descreve um método de obtenção decombustíveis sólidos pela mistura de material orgânico vegetal com umamacro-emulsão óleo-em-água. O material orgânico apresenta conteúdo aquosoque varia de 5 a 95% e pode ser proveniente de plantas cultivadas produtorasde energia, material de origem humana ou animal ou ainda serem resíduoscombustíveis da indústria de alimentos. A emulsão compreende um óleo de umhidrocarboneto de viscosidade maior que 500cSt a 20°C e as partículasformadas apresentam diâmetro variando de 0,5 a 20 μm.US 4,548,615 describes a method of obtaining solid fuels by mixing vegetable organic material with an oil-in-water microemulsion. Organic material has an aquosocc content ranging from 5 to 95% and can come from energy-producing cultivated plants, material of human or animal origin or even as fuel residues from the food industry. The emulsion comprises a hydrocarbon oil of viscosity greater than 500cSt at 20 ° C and the formed particles have a diameter ranging from 0.5 to 20 μm.

A presente invenção difere do documento citado por não compreenderuma emulsão óleo-em-água.The present invention differs from the cited document in that it does not comprise an oil-in-water emulsion.

O documento US 6,113,662 descreve uma composição sólida paracombustão que compreende pelo menos 50% de grãos de café secos, 40% deum ligante sólido combustível e 10% de um "agente cozinhante". O agenteligante é uma cera que é misturada à composição antes da prensagem. Oagente cozinhante é um agente que controla a taxa de combustão do sólido eevita a sua rachadura durante a combustão.US 6,113,662 describes a solid combustion composition comprising at least 50% dry coffee beans, 40% a combustible solid binder and 10% a "cooking agent". The agenteligante is a wax that is mixed to the composition before pressing. Cooking agent is an agent that controls the combustion rate of the solid and prevents its cracking during combustion.

A presente invenção difere deste documento pelo fato de nãocompreender um agente cozinhante ou grãos de café.The present invention differs from this document in that it does not comprise a cooking agent or coffee beans.

Portanto, pode-se ver que nenhum dos documentos do estado datécnica antecipam ou sequer sugerem os objetos da presente invenção.Sumário da InvençãoTherefore, it can be seen that none of the state-of-the-art documents anticipate or even suggest the objects of the present invention.

Os briquetes feitos a partir de matéria vegetal, como caroços de açaí,tucumã, e borra de açaí minimizam os resíduos gerados na agroindústria doEstado e demais localidades, incrementa a cadeia, pois surgem doissubprodutos com potencial de venda e atendem a um setor combatido pelasociedade ao usar lenha e carvão vegetal na geração de energia.Briquettes made from vegetable matter, such as açaí, tucumã, and açaí sludge minimize the waste generated in the state agro-industry and other locations, increases the chain, since they come from products with potential for sale and serve a sector opposed by society. use firewood and charcoal for power generation.

Em um primeiro aspecto, a presente invenção proporciona briquetesfeitos a partir de matéria vegetal, com baixo custo e elevado desempenho.In a first aspect, the present invention provides briquettes made from plant material with low cost and high performance.

É um objeto da presente invenção briquetes compreendendo matéria-prima vegetal escolhidas dentre partes de frutos pertencentes aos gênerosAstrocaryum e Euterpe e aglutinantes, como goma de mandioca.It is an object of the present invention briquettes comprising vegetable raw materials chosen from parts of fruits belonging to the genera Astrocaryum and Euterpe and binders such as cassava gum.

Em um segundo aspecto, a presente invenção tem por objetivoproporcionar um melhor processo de produção de briquete, pois realiza acarbonização do material antes da prensagem do mesmo. Além disso, oprocesso de produção da presente invenção compreende o uso de aglutinantescomo a goma de mandioca.In a second aspect, the present invention aims to provide a better briquette production process as it performs carbonization of the material prior to pressing thereof. Furthermore, the production process of the present invention comprises the use of binders such as cassava gum.

É um adicional objeto da presente invenção um processo de produçãode briquetes compreendendo as etapas de:A further object of the present invention is a briquetting process comprising the steps of:

a) secagem da matéria-prima vegetal até redução do teor de umidade(preferencialmente por 24 horas a ~100°C);(a) drying the vegetable raw material to a reduction in moisture content (preferably for 24 hours at ~ 100 ° C);

b) carbonização da matéria-prima;b) carbonization of the raw material;

c) moagem do material carbonizado até granulometria desejada;c) grinding the charred material to the desired particle size;

d) mistura com aglutinante na proporção 1 kg de materialcarbonizado/100-200g de goma.d) mixing with binder in the proportion 1 kg of carbonized material / 100-200g of gum.

e) prensagem do material.e) pressing of the material.

Esses e outros objetos da presente invenção serão explicados emdetalhes a partir da descrição detalhada a seguir.Descrição Detalhada da InvençãoThese and other objects of the present invention will be explained in detail from the following detailed description.

Os exemplos a seguir não devem ser encarados de forma restritiva, massim apenas para ilustrar algumas das inúmeras formas de realizar a presenteinvenção.The following examples should not be construed narrowly but merely to illustrate some of the numerous ways in which this invention can be carried out.

Matéria-Prima VegetalVegetable Raw Material

Os briquetes da presente invenção são feitos de matéria-prima vegetalescolhida dentre partes dos frutos de plantas pertencentes aos gênerosAstrocaryum e Euterpe.The briquettes of the present invention are made from vegetable raw material chosen from parts of plant fruits belonging to the genera Astrocaryum and Euterpe.

Em uma realização preferencial, utiliza-se as espécies Astrocaryumaculeatum (tucumã) e Euterpe oleracea (açaí). Em especial, utilizam-se oscaroços de açaí e de tucumã e a borra do açaí.In a preferred embodiment, the species Astrocaryumaculeatum (tucumã) and Euterpe oleracea (açaí) are used. In particular, the acai and tucumã lumps are used and the acai sludge.

Tais produtos atendem as indústrias utilizadoras do briquete ou docarvão vegetal convencionais, ao comércio tipo padaria, pizzaria, comunidadesrurais que utilizem fontes alternativas de energia, artesãos que trabalhem coma queima de cerâmica, agroindústrias de beneficiamento do açaí que podemfabricar o briquete como subproduto e redução de resíduos.These products cater to conventional briquette or charcoal-using industries, bakery, pizzeria, rural communities using alternative energy sources, ceramic-firing artisans, açai beneficiation agro-industries that can manufacture briquette as a by-product and reduce waste.

AqlutinanteWarming

O material aglutinante útil na presente invenção é um material quefavoreça a aglutinação e coesão das partículas carbonizadas da matéria-primavegetal.The binder material useful in the present invention is a material which favors the agglutination and cohesion of the charred particles of the vegetable raw material.

Exemplos de materiais aglutinantes incluem, sem limitações, gomasnaturais e sintéticas. Preferencialmente o aglutinante é a goma de mandioca.Examples of binder materials include, without limitation, natural and synthetic gums. Preferably the binder is cassava gum.

A proporção de matéria-prima vegetal e goma varia em uma proporçãode 1 kg matéria-prima para 100-200 g de aglutinante.The ratio of vegetable raw material and gum varies in a ratio of 1 kg raw material to 100-200 g of binder.

A novidade são produtos feitos com técnica simples de prensagem definos das matérias supracitadas, caroços de açaí e de tucumã e borra de açaí,com a adição de goma de mandioca como aglutinante no processo debriquetagem. É convencional o uso de caroços prensados, contudo o briquetede borra de açaí e de tucumã ainda não há citações. Isto representa na cadeiade beneficiamento de açaí um ganho, pois dois resíduos ganham um uso compotencial de venda e com o mesmo processo de produção.Processo de ProduçãoThe novelty are products made with simple pressing technique defined of the above mentioned materials, açaí and tucumã pits and açaí sludge, with the addition of cassava gum as a binder in the debriquetting process. The use of pressed lumps is conventional, but the acai and tucumã dregs briquetede are not mentioned yet. This represents a gain in the acai processing chain, as two wastes gain a potential use of sale and the same production process.

O processo de produção da presente invenção é um processo quecompreende as etapas de:The production process of the present invention is a process comprising the steps of:

a) secagem da matéria-prima vegetal até redução do teor de umidade;a) drying of the vegetable raw material until the moisture content has been reduced;

b) carbonização da matéria-prima;b) carbonization of the raw material;

e) prensagem do material.e) pressing of the material.

Em uma realização preferencial, são produzidos 3 briquetes distintos:um briquete com resíduos de borra de açaí, outro com resíduos de caroço deaçaí e o terceiro com resíduos de caroço de tucumã.In a preferred embodiment, 3 distinct briquettes are produced: one briquettes with Acai sludge residues, another with Deaçaí stone residues, and the third with Tucumã stone residues.

A secagem do material é realizada preferencialmente por 24 horas a~100°C. O processo de briquetagem inicia com o recebimento da matéria-prima, no caso, caroços de açaí (Ca) e de tucumã (Ct) e da borra de açaí (Ba).Cada material foi pesado, seco em estufa a 100 °C±105°C. por 24 horas. Apóssecagem, é determinado o teor de umidade de cada amostra (Ca=3,63%;Ct=7,08%). As amostras seguem para a retorta elétrica para carbonizar a400°C por 02 horas e meia. Após a carbonização, o material é moído eseparado para identificação química através da análise química imediata, naqual são determinados os valores de materiais voláteis (Ca=22,45%;Ct= 16,13%), cinzas (Ca=3,53%; Ct=1,85%) e carbono fixo (Ca=74,02%;Ct=82,02%). A densidade verdadeira das amostras foi de Ca=1,38 g/cm3 eCt=1,34g/cm3. As amostras moídas ficam com granulometria de 0,074 e 0,149mm e são misturadas com goma de mandioca na relação para cada 1 kg decarvão moído, 143 g de goma. Feita a mistura, o material segue para a prensana qual ganha a forma convencional de briquete. O processo de briquetagem éfeito em equipamento próprio do laboratório, de orçamento relativamente baixoe retorno a médio prazo.The drying of the material is preferably carried out for 24 hours at ~ 100 ° C. The briquetting process begins with the receipt of the raw material, in this case, acai (Ca) and tucumã (Ct) and acai sludge (Ba) pits. Each material was weighed, oven dried at 100 ° C ± 105 ° C. for 24 hours. After drying, the moisture content of each sample is determined (Ca = 3.63%; Ct = 7.08%). The samples go to the electrical retort to charise at 400 ° C for 2 1/2 hours. After carbonization, the material is ground and separated for chemical identification by immediate chemical analysis, in which the values of volatile materials (Ca = 22.45%; Ct = 16.13%), ashes (Ca = 3.53%) are determined. Ct = 1.85%) and fixed carbon (Ca = 74.02%; Ct = 82.02%). The true density of the samples was Ca = 1.38 g / cm3 and Ca = 1.34g / cm3. The ground samples have a particle size of 0.074 and 0.149 mm and are mixed with cassava gum at a ratio of 1 kg of ground charcoal to 143 g of gum. Once the mixture is made, the material goes to the press which takes the conventional briquette form. The briquetting process is carried out on the laboratory's own equipment, with relatively low budget and medium term return.

Realizada nestas condições, as amostras da invenção apresentam teorde umidade de 3,63% (amostras de açaí) e 7,08% (amostras de tucumã), teorde material volátil de 22,45% (amostras de açaí) e 16,13% (amostras detucumã), teor de cinzas 3,53% (amostras de açaí) e 1,85%% (amostras detucumã), teor de carbono fixo 74,02% (amostras de açaí) e 82,02% (amostrasde tucumã) e densidade verdadeira 1,38 g/cm3 (amostras de açaí) e 1,34g/cm3(amostras de tucumã). As amostras moídas apresentam granulometria de0,074 e 0,149 mm.Carried out under these conditions, the samples of the invention have moisture content of 3.63% (açai samples) and 7.08% (tucumã samples), volatile material content of 22.45% (açai samples) and 16.13%. (samples of sugar), ash content 3.53% (samples of acai) and 1.85 %% (samples of sugar), fixed carbon content 74.02% (samples of sugar) and 82.02% (samples of sugarcane) and true density 1.38 g / cm3 (acai samples) and 1.34 g / cm3 (tucuma samples). The milled samples have a particle size of 0.074 and 0.149 mm.

Claims

Vegetable Raw Material Briquettes, ε Same Production Process

1. Vegetable raw material briquettes comprising vegetable raw material and binder, where the ratio of vegetale binder raw material varies by a ratio of 1 kg raw material to 100 to 200 g of binder.

Briquettes according to claim 1, characterized in that the vegetable raw material is chosen from the group comprising parts of the plant fruits belonging to the genera Astrocaryum and Euterpe.

Briquettes according to claim 2, characterized in that the vegetable raw material is Astrocaryum aculeatum (tucumã) and Euterpe oleracea (acai).

Briquettes according to claim 2, characterized in that the fruit parts are selected from the group comprising stone and / or tree.

Briquettes according to claim 2, characterized in that the vegetable raw material is acai sludge residues.

Briquettes according to claim 2, characterized in that the vegetable raw material is acai stone residue.

Briquettes according to claim 2, characterized in that the vegetable raw material is tucumã stone residue.

Briquettes according to Claim 1, characterized in that the binder is chosen from natural and synthetic gums.

Briquettes according to Claim 8, characterized in that the binder is cassava gum.

10. Process of production of vegetable raw material briquettes characterized by the steps of: a) drying the vegetable raw material to a moisture content of less than 10%, b) carbonization of the raw material, c) grinding the carbonized material; d) mixing with binder; and e) pressing the material.

Process according to Claim 10, characterized in that the drying is for 24 hours at approximately 100 ° C.

Process according to Claim 10, characterized in that the granulometry of the ground material is from 0.074 to 0.149 mm-12. Process according to Claim 10, characterized in that the proportion of vegetable raw material and binder varies in a ratio of -1 kg raw material to 100 to 200 g of binder.