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Título: Estudo do aproveitamento de resíduo de palha de trigo como combustível alternativo para a caldeira de uma fábrica de massas
Título(s) alternativo(s): Study of the use of wheat straw waste as an alternative fuel for the boiler of a pasta factory
Autor(es): Caldeira, Maria Eduarda Bueno
Orientador(es): Rocha, Lucas Bonfim
Palavras-chave: Caldeiras
Resíduos como combustível
Palha
Boilers
Waste products as fuel
Straw
Data do documento: 3-Jul-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Citação: CALDEIRA, Maria Eduarda Bueno. Estudo do aproveitamento de resíduo de palha de trigo como combustível alternativo para a caldeira de uma fábrica de massas. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025.
Resumo: A busca por sustentabilidade tem incentivado o reaproveitamento de resíduos industriais como matéria-prima em processos que visam alternativas energéticas, aliando eficiência operacional à responsabilidade ambiental. Este trabalho avalia a viabilidade técnica e econômica da substituição parcial do cavaco de eucalipto por palha de trigo como combustível alternativo em uma caldeira flamotubular instalada em uma fábrica de massas. A palha de trigo, resíduo gerado durante o processo de peneiramento dos grãos, foi analisada quanto ao seu potencial como fonte energética aplicada a um sistema industrial. Foram determinadas as propriedades energéticas dos combustíveis envolvidos, com base nos poderes caloríficos superior (PCS) e inferior (PCI), além da modelagem do balanço de massa e energia da caldeira, análise da geração de cinzas e influência da umidade. A eficiência da queima foi calculada por meio do consumo de combustível por tonelada de produto. Também foram avaliados os impactos ambientais, a partir de dados de emissão atmosférica, e econômicos, com base na redução do consumo de cavaco e nos custos de operação. Os resultados demonstraram que a introdução da palha de trigo em até 15,15% da massa total de combustível mantém a eficiência energética do sistema, sem comprometer a operação da caldeira. A substituição parcial mostrou-se uma alternativa viável, com benefícios operacionais, utilizando um resíduo que seria descartado para gerar energia; ambientais, não apresentando aumento em relação às emissões de monóxido de carbono; e econômicos, reduzindo o custo na compra do cavaco de eucalipto; além de fomentar a prática da economia circular dentro da indústria.
Abstract: The search for sustainability has encouraged the reuse of industrial waste as raw material in processes that aim at energy alternatives, combining operational efficiency with environmental responsibility. This work evaluates the technical and economic feasibility of partially replacing eucalyptus chips with wheat straw as an alternative fuel in a fire-tube boiler installed in a pasta factory. Wheat straw, a residue generated during the grain sifting process, was analyzed for its potential as an energy source applied to an industrial system. The energy properties of the fuels involved were determined, based on the upper (PCS) and lower (PCI) calorific values, in addition to the modeling of the mass and energy balance of the boiler, analysis of ash generation and the influence of humidity. Burning efficiency was calculated based on fuel consumption per ton of product. Environmental impacts were also assessed based on atmospheric emission data, and economic impacts were assessed based on reduced chip consumption and operating costs. The results showed that introducing wheat straw to up to 15.15% of the total fuel mass maintains the system's energy efficiency without compromising boiler operation. Partial replacement proved to be a viable alternative, with operational benefits, using waste that would otherwise be discarded to generate energy; environmental benefits, with no increase in carbon monoxide emissions; and economic benefits, reducing the cost of purchasing eucalyptus chips; in addition to promoting the practice of the circular economy within the industry.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38142
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