A solução ideal é aquela que conseguir resolver o problema em toda sua plenitude, ou seja, 100% do problema. Um biodigestor é um projeto de engenharia e precisa ser dimensionado exatamente para a quantidade e tipo de material envolvido.

Biodigestores Automatizados – As perguntas que decidem. Seu desafio é fazer o o investidor sentir o bom negócio em poucos minutos

Estude exatamente os tipos e quantidade de resíduos gerados na região. O dimensionamento do projeto e a escolha da tecnologia é feita em função da gravimetria dos resíduos.

5.1 – Apresentação da solução para as partes interessadas:

A solução deve ser mostrada às partes que irão se envolver no projeto. É interessante observar a reação de cada parte. Alguns se interessarão em participar mais intensamente do projeto.

Durante a apresentação da solução para os problemas, os envolvidos tendem a querer participar do projeto. Muitas vezes se tornam sócios e são os responsáveis por fazer o empreendimento dar certo.

 5.2.Criação do modelo de negócio ideal:

Após determinar os interesses das partes envolvidas você poderá observar o que falta para fechar o projeto. Investidores devem ser consultados apenas se houver necessidade, o que nem sempre é o caso.

A comunicação constante com as partes envolvidas normalmente é suficiente para montar o quebra cabeça do negócio. Investidores devem ser convidados caso os recursos próprios não sejam suficientes.

No Brasil, a Política Nacional de Resíduos Sólidos é um forte estímulo a implementação de projetos sustentáveis.

5.3.Estudo  de caso  de O projeto de  producao de energia  de combustao de  biomassa de bagaco de  canas 

Calor Calorífico de Bagaço..

O valor calorífico de bagaço é a quantidade de calor que é liberado pela combustão por unidade [massa] do bagaço, e é expresso em

Kilo Joules por kilograma [KJ/Kg]

Valor Calorífico de vários combustíveis

Combustão de hidrogênio

2H2 + O2 -> 2H2O

4 + 32 -> 36

A massa de água formada pela combustão de hidrogênio 'e igual a 9 vezes a massa de hidrogênio presente.

Portanto para um combustível seco:

E = 9H

Onde H é a massa de hidrogênio em uma unidade de combustível.

Portanto, para a combustão de um combustível seco:

PCI=PCS - 9H(2.512)

     =PCS - 22.600H kJ/kg

PCS de Bagaço seco

PCS de bagaço seco = 19.260 kJ/kg

Considerando 6,5% de hidrogênio

PCI=PCS - 22.600H

     =19.260- 22.600 x 6,5/100

     =17.790 kJ/kg

Valor calorífico de Bagaço úmido

Bagaço seco PCS=19.260

Bagaço úmido PCS=19.260(1-w) kJ/kg

Onde w é a umidade em relação à uniidade, ou seja, se a umidade = 45%, w= 45/100 = 0,45

PCS de Bagaço úmido

PCI=PCS - 2.512E

Onde E é a massa de água de combustão de hidrogênio e a umidade presente no bagaço.

E=9H(1-w) + w

Portanto

PCI=19.260(1-w)-2.512 x 9H(1-w)

     =19.260(1-w)-2.512 x (9 x 0,065)(1-w)

     =17.790 - 20.302w

Esta formula leva em conta a quantidade de calor perdido com o vapor produzido da umidade do bagaço e a combustão do hidrogênio.

Outras perdas são:

• calor sensível nos gases da chaminé
• perdas por radiação
• perdas por sólidos não queimados
• perdas por combustão incompleta de C para CO ao invés de CO2

Os dois elementos combustíveis em bagaço reagem da seguinte maneira:

Combustão de Bagaço seco sem excesso de Ar

Para poder queimar 1 kg de bagaço seco é necessário:

Para combustão de carbono:

0,47 x 2,67 = 1,25 kg oxigênio = 1,25 x 0,7 = 0,875 m³ oxigênio

Para combustão de hidrogênio:

O,065 x 8 = 0,52 kg oxigênio = 0,52 x 0,7 = 0,364 m³ oxigênio

Portanto a quantidade total de oxigênio necessário é = 1,24 m³

Oxigênio contido no bagaço = 0,44 kg ou 0,308 m³

Com isto, a quantidade de oxigênio a ser fornecido pelo ar

   = 1,24 - 0,308

   = 0,932 m³

A quantidade de ar portanto necessário será:

1,33 x 100/23,15 = 5,75 kg ar

ou

0,932 x 100/20,84= 4,47 m³ ar

A quantidade de vapor de água formada durante a combustão de 1 kg de bagaço seco é:

0,065 x 9 = 0,585 kg = 0,585 x 1,245 = 0,728

Combustão de Bagaço úmido com excesso de Ar

Na prática, não é possível queimar bagaço em condições industriais com somente a quantidade teórica de ar necessário. A mistura de combustível e oxigênio não é tão eficiente em atuais condições de fornalha. Portanto, para minimizar a quantidade de sólidos não queimados, devemos usar um excesso de ar.

Se parte do carbono é queimado para CO ao invés de CO2, uma grande parte de calor é perdido:

2C + O2 -> 2CO [10.400 kJ/kg

C + O2 è CO2 [ 34.100 kJ/kg]

Bagaço queimando sob condições de fornalha:

1- bagaço úmido

2- excesso de ar

w   = umidade do bagaço

m  = relação ar utilizado a ar teoricamente necessário

Pa = massa de ar por unidade massa de bagaço

Va = volume de ar por unidade massa de bagaço

Pg = massa de gases de combustão

Vg = volume de gases de combustão

Pgs= massa de gases considerado seco

Vgs= volume de gases considerado seco

Todos os volumes são reduzidos a 0oC e pressão atmosférica, 1013,25 mbar.

Pa = 5,75(1-w)m

Os produtos de combustão consistem de uma mistura de bagaço e o ar de combustão:

Pg = [5,75(1-w)m]+1

A quantidade de gás seco pode ser encontrado reduzindo de Pg a água formada pelo combustão do hidrogênio e a água existente no bagaço.

Pgs= Pg – 9H(1-w) + w

     =5,75(1-w)m + 1 – 9 x 0,065(1-w) + w

     =(1-w)(5,75m + 0,415)

Da mesma maneira:

Va  = 4,46(1-w)m

Vg  = 4,46(1-w)m + 0,572w + 0,672

Vgs = 4,46(1-w)m – 0,056(1-w)

Todos os volumes citados foram calculados para 0oC e 1013,25 mbar.

Para obter volumes a tºC:

VT = Vo(273 + t/273)

Onde VT = volume a tºC

         Vo = volume a )ºC

Composição dos gases de chaminé

A massa dos gases é dado por:

Pg = 5,75(1-w)m + 1

Calculo da quantidade individual dos gases

A massa de gases individuais pode ser calculada

C + O2 -> CO2

1 + 2,67 -> 3,67

Massa de CO2 = 0,47 x 3,67(1-w)

                    = 1,72(1-w) kg

A quantidade de CO2 produzido por unidade de massa de bagaço é constante como o teor de carbono é considerado 47%.

Temperaturas de Combustão

As temperaturas de fornalha são medidas com pirômetros. Estas temperaturas são muito influenciadas por:

1. Umidade do bagaço

2. Quantidade de excesso de ar

3. Tipo de fornalha

4. Sistema de alimentação de bagaço

5. Sistema de exaustão