Antes de tudo, queremos destacar que existe uma vasta quantidade de tipos de fornos de carvão. Assim sendo, neste artigo, iremos lhe apresentar fundamentos e conceitos que permitem uma classificação técnica precisa dos fornos de carvão vegetal.
Além disso, fazer carvão vegetal em fornos de alvenaria representa, esmagadoramente, a base de produção nacional de carvão vegetal.
Acrescente-se que, o tijolo de alvenaria, dada suas propriedades físicas, acaba por ser o elemento mais comum, mais barato e mais eficiente até hoje para se produzir carvão vegetal.
No entanto, os fornos de alvenaria também possuem algumas desvantagens, para isso sugiro que você leia o artigo “As 06 Desvantagens dos Fornos de Carvão de Alvenaria” e conheça as limitações do uso deste material em fornos de carvão vegetal.
Enfim, finalizando esta série de artigos, sugerimos que você leia o artigo “Forno de Carvão de Terra”, em que você irá conhecer como funciona esta tecnologia que apesar de extremamente rudimentar funciona e produz carvão com um investimento financeiro muito baixo.
Os tipos de fornos de carvão e os elos da cadeia produtiva
Primeiramente, vale destacar que o forno de carvão é um elo de muitos elos da produção de carvão vegetal. Imagine uma corrente com muitas argolas; a carbonização dentro do forno é APENAS uma dessas argolas, mas uma argola importante, uma argola de ouro!
Nesse sentido, para que você alcance o sucesso em seu negócio de carvão vegetal, é necessário conhecer o equipamento, diga-se conhecer bem o forno e o que acontece dentro dele, o que acontece neste ELO.
Por fim, você pode queimar toda a carga e perder todo investimento realizado, por conduzir mal o processo de carbonização.
Cuidados com a madeira
Entretanto, cabe destacar que, a matéria prima do carvão (madeira ou biomassa) deve ser apropriada e atender à certos requisitos antes de entrar no forno. Estes requisitos seriam os elos anteriores da corrente da cadeia produtiva de carvão vegetal.
A preparação da madeira
Do contrário, se a madeira não estiver devidamente preparada no forno de carvão, este pode não funcionar ou funcionar mal, gerando (1) deterioração do próprio forno de carvão e ainda por cima (2) não produzir um carvão vegetal adequado.
Nesse ínterim, existem passos preliminares importantes na produção de carvão vegetal, e todos os passos anteriores à carbonização no forno de carvão consistem basicamente em preparar a madeira ou biomassa para entrar com qualidade no forno de carvão para ser então carbonizada.
Em resumo, de nada vale ter um ótimo forno e um processo muito bem controlado se a madeira que entra no equipamento não ter qualidade adequada.
Por fim, entender como o forno de carbonização funciona e conhecer todos os recursos disponíveis é fundamental para o sucesso da sua produção de carvão vegetal.
Ora, estamos partindo do princípio de que você, como produtor de carvão, tome os cuidados necessários para entregar a matéria prima com qualidade antes de ser carbonizada. Então, vamos lá! Vamos conhecer os tipos de fornos de carvão e recursos de cada forno.
Tipos de Fornos de Carvão: Classificação
Os fornos de carvão se classificam pelo(a):
- Forma de Aquecimento:
- Fornos de carvão com fonte de aquecimento externa ou alotérmicos:
- Fornos com fonte de aquecimento interna ou autotérmicos;
- Mobilidade:
- Fornos fixos;
- Fornos portáteis;
- Continuidade:
- Fornos contínuos;
- Fornos por carga ou batelada;
- Material construtivo:
- Fornos de alvenaria, metálicos ou híbridos;
- Sistema de exaustão:
- Naturais;
- Forçados;
Agora vamos conhecerem mais detalhes cada classificação dos fornos de carvão.
Fornos de carvão de aquecimento externo e aquecimento interno
Os fornos de carvão com aquecimento externo ou fornos de carvão alotérmicos, possuem uma câmara de calor localizada externamente ao forno. Logo, o calor gerado nesta câmara externa é conduzido por meio de dutos até o interior do forno aquecendo a carga de madeira iniciando o processo de carbonização.
Outrossim, esta câmara de calor poderá vir a usar diferentes combustíveis. Logo mais, dentre estes combustíveis, os mais comuns são a própria madeira, o próprio carvão, cascas e outros resíduos de biomassa.
No entanto, poderão vir a existir câmaras de calor que façam uso de outros combustíveis. Dentre estes podemos destacar o GLP (gás liquefeito de petróleo) e o diesel que, geralmente, possuem versões comerciais que podem ser adaptadas aos fornos de carvão vegetal.
O aquecimento interno
Não obstante, há fornos de carvão com aquecimento interno ou fornos de carvão autotérmicos. Logo, o calor para iniciar o processo de carbonização é gerado a partir de queima de parte da própria carga do forno.
A partir daí, em um determinado ponto do forno, geralmente em uma abertura nas paredes ou piso, é ateado fogo diretamente na carga de madeira. Assim sendo, quase sempre, nos fornos tradicionais de carvão vegetal, isso é feito com auxilio de cascas de madeira e resíduos de fácil acendimento.
Em suma, uma pequena fogueira é gerada dentro do forno, por um período de tempo, fornecendo calor que garanta o rompimento da inércia inicial do processo de carbonização. Em média, essa fogueira fica acesa entre 1 e 4 horas (para fornos tradicionais de alvenaria).
Fornos de Carvão de Mobilidade Fixa e de Mobilidade Variável
Inicialmente, os fornos de mobilidade fixa são os mais comuns. A mobilidade de fornos de carvão é algo pouco usual no mercado.
Dentre os tipos de fornos de carvão vegetal destacamos os pequenos, médios e grandes fornos circulares de carvão vegetal. Você aprenderá mais sobre os grandes fornos retangulares de produção de carvão vegetal e suas tecnologias em outros artigos.
Os fornos de carvão móveis são pouco comuns no Brasil. Existem algumas tecnologias sendo testadas, mas nada ainda em escala comercial. No exterior, podem se encontrar alguns modelos de pequeno porte com conceitos interessantes, mas ainda não testados e/ou não validadas para o mercado nacional de produção de carvão vegetal.
Destacamos que existem algumas tecnologias QUE POSSUEM MOBILIDADES DE PARTES DO FORNO. Como exemplos, podemos citar o forno container e o forno isomóvel, que são patentes da UFV – Universidade Federal de Viçosa.
Alguns projetos de fornos móveis ou de partes móveis tem sido testados por outras instituições universitárias nacionais de renome.
Porquanto, vamos então conhecer os tipos de fornos de carvão pela forma tipo de ciclo de produção.
Fornos de Carvão de Ciclo Contínuo e Ciclo em Batelada
Os fornos de carvão vegetal de ciclo contínuos ou simplesmente retortas verticais de carvão vegetal, consistem de grande fornos verticais construídos em aço em outros materiais que produzem carvão vegetal continuamente. Nesta tecnologia a madeira ou biomassa entra em uma torre na sua parte superior e vai sendo aquecida até chegar na sua parte inferior, convertendo-se em carvão.
Ainda, algumas retortas verticais possuem duas torres. Uma das torres é utilizada para secar a biomassa ou madeira e a outra torre é utilizada para carbonizar o material.
Por fim, no Brasil elas foram implantadas no passado mas não obtiveram sustentabilidade financeira. Entretanto, algumas empresas brasileiras ligadas ao segmento tem estudado e testado esta tecnologia que apesar do alto valor de investimento e pouca chance de viabilidade.
O processo de batelada
Diferentemente, os fornos de carvão vegetal em ciclo de batelada são fornos em que o processo de produção acontece por bateladas ou “pacotes”.
Realmente, o processo batelada com carvão vegetal é o modo de operação em que o sistema é operado de maneira descontínua, em regime transiente ou estado não estacionário. Isto é, em cada batelada (ciclo) o sistema é carregado com as matérias-primas (madeira) de forma que é efetuado processo de carbonização formando ao final o produtos (carvão vegetal).
Por conseguinte, após o produto final (carvão vegetal) ser retirado do sistema (ou forno), o forno ou reator é alimentado novamente com madeira ou biomassa e inicia-se uma nova batelada. Neste modo de processamento, o tempo é uma variável importante pois cada forno terá um ciclo diferente em função das suas características .
Resumidamente, quase toda a produção nacional de carvão vegetal, acontece em regime de batelada em raras exceções.
Na sequencia, vamos conhecer os tipos de fornos de carvão pela forma tipo principal de material construtivo.
Fornos de Carvão de Material Construtivo Base em Alvenaria, Metal e Híbridos
Os fornos de carvão que fazem uso de tijolos de alvenaria são os fornos que dominam o mercado nacional. Independente da escala produtiva, este tipo de material, dado principalmente a seu baixo custo, vem sendo amplamente utilizado em todas regiões brasileiras.
Estes fornos tem algumas vantagens que os tornam muito atraentes e iremos falar mais adiante neste artigo.
Devido o elevado investimento, os fornos de carvão metálicos podem ser pouco utilizados. Um inconveniente deste tipo de tecnologia é a perda de calor devido a elevada condutibilidade térmica do metal que faz com que na fase de carbonização se perca muito calor no processo e abaixe assim o rendimento em carvão.
Os fornos híbridos são fornos que combinam diferente materiais. Combinam metal, tijolos em alvenaria, tijolos refratários, fibras isolantes, dentre outros materiais para que o fornos e suas partes possam ter melhore desempenhos. São tecnologias que vem explorando diferentes conceitos produtivos. Dentre estas tecnologias destacamos o forno container e o forno isomóvel.
Agora conhecer os tipos de fornos de carvão pela forma de exaustão de gases de carbonização.
Fornos de Carvão Com Exaustão Natural e Forçada
A princípio, quase toda a queima ou carbonização da madeira, independente do combustível, pode gerar resíduos e gases que precisam ser eliminados para uma área ao ar livre. O acúmulo excessivo de gases poderá promover o fim da reação de carbonização.
Outrossim, em casos mais sérios, caso aconteça acumulo excessivo de gases de carbonização por ineficiência de exaustão, poderá vir a acontecer explosões no forno.
Em síntese, os gases da carbonização serão extraídos para um local externo através da chaminé . A exaustão desses gases pode ocorrer de forma natural ou forçada. O sistema de exaustão de fumaça funciona como “um motor” do forno de carvão. Logo, a chaminé possibilita, que a fumaça do processo de conversão de madeira em carvão seja retirada, permitindo que a carbonização aconteça.
A exaustão natural
Analogamente, no caso da exaustão natural faz-se uso da chaminé do forno como elemento de exaustão de gases. A chaminé do forno fica localizada na base do equipamento e se eleva até a parte superior do mesmo, localizado, obrigatoriamente, na parte externa da instalação.
Em suma, na exaustão natural, acontece o efeito chaminé. A fumaça ao sair pela chaminé do forno cria um vácuo dentro do forno promovendo a continuidade do processo. Quanto maior essa chaminé, maior esse efeito e maior é a pressão negativa no forno.
A exaustão forçada
Em contrapartida, a exaustão forçada no forno acontece pelo uso de exaustores. O gases de carbonização do forno podem ser soprados ou succionados. O processo de soprar um forno geralmente ocasiona problemas promovendo muitas regiões de combustão dentro do forno. Sendo assim, recomenda-se que se em faça a exaustão dos gases por meio de exaustores centrífugos, sistemas Venturi ou outros meios de exaustão de gases.
Com criatividade e desenvolvimento de projetos qualquer tipo de forno pode ter incorporado um sistema de exaustão forçado.
A titulo de ilustração um forno de carvão com exaustão forçada pode reduzir em mais de 90% o seu tempo de carbonização. Entretanto iremos abordar sobre velocidade de carbonização em outros artigos sobre carvão vegetal.
Aprenda mais
Portanto, se você se interessa por este tema, são tipos de fornos, lhe convido a ler todos artigos da série abaixo citados :
- As 06 Vantagens do Fornos de Carvão de Alvenaria
- As 06 Desvantagens dos Fornos de Carvão de Alvenaria
- O Forno de Carvão de Terra
Autor
Daniel Camara Barcellos, é especialista em CARVÃO VEGETAL e vem estudando e desenvolvendo formas de AJUDAR PESSOAS E EMPRESAS, através do seu conhecimento especializado, a projetarem, operarem e melhorarem unidades de carvão vegetal.
Tem formação acadêmica em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Viçosa , além de Especialização, Mestrado e Doutorado no tema em questão.
NOS ÚLTIMOS 20 ANOS, em mais de uma centenas de projetos, já ajudou inúmeras empresas e pessoas no Brasil e exterio .
Enfim, a partir dos RESULTADOS COMPROVADOS, em especial de suas unidades ecológicas de produção de carvão vegetal projetadas, tem como perspectiva , mudar a péssima imagem da produção de carvão vegetal e ajudar seus clientes e parceiros a ganharem dinheiro de forma sustentável.
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