Resfriamento de um Forno de Carvão: O Que Você Precisa Saber!

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Escrito por: Daniel Camara Barcellos email: daniel.barcellos@live.com

Este artigo épico escrito para você, tem o objetivo de apresentar o estado da arte do resfriamento de um forno de carvão vegetal.

Neste artigo vamos explorar as causas e consequências de um resfriamento de um forno de carvão para que o processo aconteça de forma natural e com sucesso.

Veja o roteiro que você irá aprender neste artigo épico

Dicas Poderosas

resfriamento de carvão

Geralmente, os problemas advindos de resfriamento ineficiente de um forno de carvão são significativos.

Muitas vezes, os problemas de não resfriamento de um forno de carvão são despercebidos ou pouco valorizados.

A maioria das pessoas desconhece princípios chaves do resfriamento de um forno de carvão.

Por desconhecê-los acaba por gerar transtornos produtivos que poderiam ser facilmente evitados.

São estes princípios e conceitos chaves que pretendemos explorar aqui neste artigo e transmitir a você o mais prático conteúdo.

A produção de carvão vegetal do futuro irá explorar cada vez mais mecanismos de resfriamento de um forno de carvão seja ele de forma natural ou artificial.

Conhecer os mecanismos de resfriamento e as nuances de um processo é essencial para o produtor de carvão moderno.

  • Mas como acontece o mecanismo de resfriamento de um forno de carvão?
  • O que eu preciso conhecer para ter um resfriamento bem sucedido da minha massa de carvão produzido?
  • O que acontece com o meu carvão ecológico se eu não resfriá-lo devidamente?
  • O que eu devo fazer para resfriar de forma efetiva meu forno de carvão vegetal?

Estas são algumas perguntas que pretendemos esclarecer a você neste artigo.

Fatores que influenciam o resfriamento de um forno

O processo de resfriamento de um forno de carvão é influenciado por uma série de fatores, os principias são:

Para que você alcance o sucesso em um negócio de carvão ecológico, você precisa  conhecer como o carvão se resfria dentro do forno e sua jornada de aprendizado começa aqui agora!

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Por que é importante resfriar bem um forno de carvão?

problemas do resfriamento do carvão

Uma unidade que controla bem o resfriamento dos seus fornos é uma unidade que produz carvão com qualidade e com produtividade.

Quando não se resfria de forma adequada um forno de carvão inúmeros problemas surgem.

A principais desvantagens e/ou problemas em não se resfriar de forma eficiente o carvão vegetal dentro de um forno são:

  • Aumento do ciclo de cada forno reduzindo a produtividade da sua unidade produtiva.
  • Aumento do índice de incêndios no momento da abertura do forno para retirada do carvão e também no estoque.
  • Aumento considerável de água para apagar focos de fogo seja dentro do forno ou no estoque de carvão.
  • Perda de qualidade do carvão pelo uso de água para apagar focos de incêndio gerando:
    • Aumento do teor de finos no carvão vegetal
    • Redução da resistência da mecânica do carvão vegetal.
    • Aumento da umidade do carvão vegetal.
  • Aumento do índice de manutenção dos fornos de carvão.
  • Aumento da relação lenha/carvão (considerando que parte do carvão é perdido em finos e por queima em incêndios).

Quais são os mecanismos de transferências de calor importantes no resfriamento de forno de carvão ecológico?

mecanismos de transmissão

Existem três mecanismos de transferência de calor conhecidos, são eles: condução, convecção e a irradiação.

Estes 03 mecanismos serão explicados a seguir, o importante é você conheça e entenda como funciona estes mecanismos no resfriamento de um forno de carvão.

Condução térmica no resfriamento de um forno de carvão

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A condução consiste na transferência de calor através do material até que atinja a extremidade mais fria.

Isso ocorre porque os átomos da região mais quente possuem uma energia cinética média maior que a dos átomos que compõem a região mais fria.

Dessa forma, a energia cinética é transferida de uma região para outra sem que os próprios átomos se desloquem. Pois eles fornecem energia cinética para outros átomos mediante colisões.

A transferência de calor ocorre somente entre regiões que possuem temperaturas diferentes, e o sentido dessa transferência é sempre da temperatura maior para a menor.

Transferindo calor no carvão vegetal…

No caso do carvão vegetal a transferência de calor  a nível atômico há transmissão de energia por meio dos elétrons livres que ficam “vagando” pela rede do carvão, criando assim um fluxo de energia da região mais quente para a região mais fria.

Esse mecanismo de transferência de calor por condução é pouco eficiente no carvão e muito eficiente em metais.

A própria estrutura química e física do carvão dificulta o processo de condução sendo o mecanismo de menor influência no resfriamento de materiais orgânicos (em se falando de madeira e carvão vegetal).

Nos termos as estruturas construtivas do forno fornos que terão uma boa condução de calor quando comparado ao carvão, mas não tão boas condutoras  como o metal.

Convecção de calor no resfriamento de um forno de carvão

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A convecção é a transferência de calor ocorrida pelo movimento da massa de uma região de um fluido para outra região.

No entanto esse mecanismo de transferência de calor é muito complexo e não existe uma equação simples capaz de descrevê-lo.

No caso de um forno de carvão, o gás do forno funciona trocando calor com a massa de carvão vegetal e com a parede do forno.

Este fluxo geralmente acontece naturalmente, sempre com gás quente subindo e trocando calor com a superfície do forno.

O gás quente ao trocar calor com o forno se resfria e desce trocando calor com a massa de carvão onde reaquece novamente.

Este processo de aquecimento e resfriamento do gás por trocar de calor acontece de forma contínua e sincrônica.

Este mecanismo natural pode ser “acelerado” com o uso de trocadores de calor.

Ilustrando o resfriamento por convecção

Para ilustrar, basta você se lembrar da sua geladeira, o que acontece com ar frio da geladeira quando você a abre?

O ar frio desce em direção aos seus pés. É  possível muitas vezes ver uma massa esbranquiçada escorrendo pelos seus pés…

Se você é um apreciador de café, o que acontece com os vapores que saem da xícara?

Os vapores sobem em direção as sua narinas e além do cheiro muitas vezes você percebe o calor do vapor…

Esse mecanismo natural de fluxo de gases e vapores acontece de forma constante no forno de carvão.

Qualquer fluido gasoso refrigerado é mais denso que um não refrigerado.

GÁS/AR QUENTE SEMPRE SOBE E GÁS/AR FRIO SEMPRE DESCE.

Ao entender e visualizar esse mecanismo você irá tomar sempre boas decisões com relação a resfriamento de fornos de carvão vegetal.

Irradiação térmica no resfriamento de um forno de carvão

Irradiação térmica no resfriamento de um forno de carvão

A transferência de calor por radiação ocorre em virtude da existência de ondas eletromagnéticas, tal como a luz visível, a radiação infravermelha e ainda a ultravioleta.

As características dessa radiação dependem da temperatura que o corpo se encontra, verificando-se que quanto maior a temperatura, maior a frequência e maior a intensidade de energia irradiada.

A irradiação é a forma de propagação de calor considerada a mais importante, já que sem ela seria praticamente impossível haver vida na Terra.

É por irradiação que o calor liberado pelo Sol chega até a Terra. Outro fator importante é que todos os corpos emitem radiação, ou seja, emitem ondas eletromagnéticas, cujas características e intensidade dependem do material de que é feito o corpo e de sua temperatura.

Entendendo a irradiação no forno de carvão

No nosso caso, durante o processo de resfriamento de um forno de carvão, a massa de carvão emite calor por radiação para o interior do forno.

A massa do forno (paredes, portas, etc.) quando aquecido emitem calor por radiação para o meio ambiente.

Quanto mais quente e mais densa é a massa, maior é emissão de radiação.

A medida que as massas perdem calor, elas irradiam menos e  menores serão as taxas de resfriamento e mais lento se tornará o processo de resfriamento.

Por isso que o resfriamento de um forno de carvão nas suas primeiras horas é muito rápido e bastante lento nas horas finais.

A radiação é o mecanismo que estabelece as taxas de transferência de calor entre corpos.

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Como acontece o resfriamento de um forno de carvão vegetal?

1.3 Como acontece o resfriamento de um forno de carvão vegetal

O resfriamento de carvão vegetal nos fornos atuais de produção de carvão vegetal  consiste no simples processo de troca de calor do ambiente com o forno e do forno com o carvão.

De forma simples, o carvão aquecido troca calor com o forno e o forno troca calor com o ambiente.

Na prática o processo de resfriamento de um forno de carvão atualmente pode:

  • Demorar cerca de 12 dias para fornos industriais como o maior forno de carvão de alvenaria da atualidade (RAC700 da Aperam bioenergia).
  • Demorar cerca de 08 dias para os fornos retangulares (Como o AM32 da ArcelorMittal Bioflorestas) mecanizados comuns aos grande players de produção de carvão vegetal.
  • Demorar cerca de 3-6 dias para fornos circulares de pequenas e médias dimensões (fornos de superfície, rabo quente e outros).
  • Demorar cerca de 12-24 horas para fornos com superfície metálica como isomóvel ou forno container.
  • Demorar menos de 12 horas em outros tipos de fornos que aceleram o resfriamento com técnicas de resfriamento forçado.

Zonas de contato em um forno…

A troca térmica de calor em um forno de carvão leva em consideração geralmente 4 regiões ou zonas de contato, que são chamadas do ponto de vista físico de resistências térmicas, essas resistências térmicas são geralmente:

  • A cúpula do forno.
  • As paredes laterais.
  • O piso e,
  • A porta.

O carvão troca calor com o gás/ar ambiente do forno, o gás/ar por sua vez troca calor com as resistências térmicas (partes do forno) que por sua vez troca calor com o ambiente externo.

Por onde ocorre as transferências térmicas que aceleram o resfriamento de um forno de carvão?

Por onde ocorre as transferências térmicas que aceleram o resfriamento de um forno de carvão?

Mais de 90% do carvão produzido passa pelo processo de resfriamento natural.

Considerando isso , por onde então o forno de carvão perde mais calor?

Isso vai depender do modelo de forno, mas considerando os fornos de alvenaria tradicionais  podemos estimar alguns valores a partir de levantamentos e cálculos:

1 – Copa do forno

A perda de calor durante o resfriamento de um forno de carvão pela copa representa de 40-50% da energia total a ser dissipada.

Isto acontece por que o fluxo natural de convecção do gás quente dentro do forno (de se elevar naturalmente) favorece a troca de calor com superfície superior do forno que é a copa.

A copa do forno devido a sua forma (geralmente abaulada) e sua posição elevada também tem uma melhor predisposição a ventilação externa.

A copa tem um bom coeficiente de convecção na sua superfície externa favorecendo a troca de calor com o ar externo do meio ambiente.

2 – Paredes do forno

A perda de calor durante o resfriamento de um forno de carvão pelas paredes laterais(geralmente de alvenaria) representa de 30-40% da energia térmica total a ser dissipada.

Geralmente, a parede lateral do forno tende a ser mais espessa que a copa do forno (geralmente o dobro) isso favorece a perda térmica pela copa e não pela parede que tem uma condutividade térmica mais lenta devido a sua maior espessura.

3 –  Porta do forno

A perda de calor durante o resfriamento de um forno de carvão pelas porta(geralmente de concreto leve, metal ou refratário) representa de 15-25% da energia térmica total a ser dissipada.

A porta de forno por ser construída em material de concreto ou metálico tende a ser um elemento de grande perda térmica (diferente do tijolo cerâmico que a condutividade térmica é menor).

O motivo da elevada perda térmica aqui é a diferença de material construtivo.

Mesmo a porta tendo pequenas dimensões em relação a toda superfície de um forno a energia total dissipada de calor tende a ser bem elevada na porta.

4 – Piso do forno

A perda de calor durante o resfriamento de um forno de carvão pelo piso representa menos 5% da energia térmica total a ser dissipada.

Isso acontece pelos motivos abaixo

1 – O solo é um péssimo absorvedor de calor,

2 – As menores médias de temperaturas de um forno de carvão quase sempre acontecem no piso.

3 – A convecção natural dos gases dentro do forno leva a um resfriamento da região deste forno reduzindo a taxa de transferência de calor.

Quais são as temperaturas reais num forno de carvão que precisam ser resfriadas?

Quais são as temperaturas reais num forno de carvão que precisam ser resfriadas?

Ao se fazer carvão vegetal a temperatura média no interior do forno chega a 400 graus celsius.

Importante destacar que estamos falando de VALORES MÉDIOS.

Devemos estar cientes de que a média da temperatura omite números importantes no resfriamento que você precisa conhecer.

É importante você conhecer os valores médios máximos e mínimos que acontecem no forno e como estes valores médios irão influenciar o processo de resfriamento do seu forno de carvão.

Os limites de temperatura

Mas quais são os valores médios máximos e mínimos de temperatura dentro de um forno de carvão?

Algumas regiões, geralmente as de entrada de ar atmosférico para o controle da carbonização chegam a valores superiores a 800 graus Celsius.

Chamamos estas regiões de zonas de combustão e são regiões superaquecidas de fornecimento de calor para a massa de madeira ser convertida em carvão.

Essas regiões de elevado aquecimento são popularmente conhecidas como “tatus”, “filas”, “baianas”, câmaras ou minicâmaras.

Quanto mais entradas de ar, mais zonas de combustão haverá em um forno de carvão.

Importante destacar que algumas zonas do forno de carvão, a temperatura muitas vezes não ultrapassa 180 graus Celsius, são zonas frias.

A principal zona fria de um forno de carvão tende a ser o piso do forno onde a madeira não se carboniza e tem como subproduto o “tiço” que uma madeira semi-carbonizada.

O que você precisa saber sobre zonas (quentes e frias) e corpos e massas envolvidas no resfriamento de um forno de carvão

O que você precisa saber sobre zonas (quentes e frias) e corpos e massas envolvidas no resfriamento de um forno de carvão

Um forno de carvão é composto por regiões específicas e componentes específicos que se interagem pelos 03 mecanismos explicados: A condução, a convecção e a radiação.

De forma resumida então teremos na massa de carvão dentro do forno:

  • Zonas super quentes : Zonas que alcançaram temperaturas acima de 800 graus Celsius (em que houve queima de carvão)
  • Zonas quentes: Zonas que alcançaram temperaturas em torno de 400 graus Celsius (em que houve efetivamente formação de carvão).
  • Zonas frias: Zonas que alcançaram temperaturas inferiores a 180 graus (zonas em que houve formação de “tiço”).

Em termos de corpo e massa teremos dentro do forno:

  • Carvão em grande volume.
  • Finos de carvão e/ou outros resíduos de elevada superfície específica.
  • Madeira semicarbonizada ou tiço formado a baixas temperaturas.
  • Gases internos(representando em torno de 70%) do volume do forno após formado o carvão que atua como agente de troca de calor.
  • Forno (sua massa e partes específicas)

Se formos analisar teremos um grande vazio dentro do forno composto de gases específicos que irão ser o principal agente de transferência de calor atuando na vertente de convecção.

Quais são os mecanismos de aquecimento e resfriamento de um forno de carvão?

Quais são os mecanismos de aquecimento e resfriamento de um forno de carvão?

Para entendermos como um forno resfria é necessário entender como um forno aquece.

Um forno aquece ou realiza transferência de calor sempre:

  • Da zona de combustão (com excesso de ar ou comburente) para zonas de carbonização (com deficiência de ar ou comburente).
  • De cima para baixo pelo processo de convecção natural – Os gases e vapores quentes por serem menos densos sempre sobem por convecção natural para a copa do forno enquanto que os gases e vapores frios descem em direção ao piso do forno

Os 03 mecanismos de fluxo de calor

De forma simples teremos 03 mecanismos:

  • Um mecanismo de fluxo de calor vertical que ocorrem naturalmente nos fornos de carvão. Com gás quente subindo e vapores frios descendo.
  • Um mecanismo de fluxo de calor horizontal que ocorre por controle do processo (com intervenção humana) com transferência de calor por radiação e convecção no sentido das zonas de combustão para a s zonas de carbonização.
  • Um mecanismo de reações térmicas tanto na parte de carbonização como na parte de combustão convertendo massa solida (madeira) em massa líquida e gasosa (gases não condensáveis e gases condensáveis)

A combinação destes  mecanismos de fluxo de calor e de reações termoquímicas é o que irá homogeneizar um processo de carbonização.

Um forno de carvão devidamente “vedado” irá cessar o mecanismo de reações térmicas.

Um forno indevidamente vedado irá promover reações térmicas ocasionando alterações no resfriamento de um forno de carvão.

Quanto menos homogênea a carbonização, com maior variação de zonas frias e zonas quentes pior será a carbonização e mais complicado será para o resfriamento de um forno de carvão.

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Em que temperatura o carvão vegetal entra em combustão espontânea?

Em que temperatura o carvão vegetal entra em combustão espontânea?

Se você já fez ou faz churrasco sabe da dificuldade de acender o carvão na churrasqueira.

Não é um processo tão simples, você usa de alguns artifícios para conseguir colocar fogo no carvão.

Para acender o carvão geralmente se coloca combustíveis auxiliares como óleo, papel, álcool, se coloca fogo com um fósforo ou isqueiro e coloca-se ar (comburente) pela popular técnica do “abanar” o fogo para facilitar a ignição do carvão

Mesmo com todos os recursos muitas vezes não se consegue acender  o carvão da churrasqueira… Mas por quê?

As reais temperaturas do carvão vegetal

Isto acontece porque  a temperatura de ignição do carvão é de aproximadamente 470 graus Celsius.

Isso mesmo, é necessário elevar a temperatura do carvão 470 graus para que ele pegue fogo. E além disso é necessário um tempo considerável de aquecimento do carvão a esta elevada temperatura por ser um material sólido.

Teoricamente como fazermos carvão no forno a temperaturas em torno de 400 graus Celsius o mesmo não deveria se inflamar ao abrirmos o mesmo.

Mas lembre-se que temos regiões no forno de carvão que alcançaram temperaturas acima de 800 graus Celsius.

Você tem regiões e materiais altamente aquecidos que, se em contato com ar atmosférico, se inflamam de forma instantânea.

Ao entrar em combustão uma pequena porção de carvão, ocorre então a transferência de calor entre toda a massa de carvão similar ao que acontece na churrasqueira.

É difícil inflamar o carvão, mas muito fácil de se propagar e muito complicado de apagar uma vez que inércia térmica inicial foi alcançada.

Qual é a temperatura real em que madeira entra em combustão?

Qual é a temperatura real em que madeira entra em combustão?

A temperatura de ignição da madeira é de apenas 230-240 graus Celsius.

É necessário apenas metade da temperatura do carvão (470 graus Celsius)  para que a mesma entre em estado de combustão.

Teoricamente a madeira teria combustão espontânea bem mais fácil do que o carvão vegetal.

Mas porque em termos de legislação, o carvão tem combustão espontânea e a madeira não?

Quando se produz carvão produz-se tiço que é uma madeira semi-carbonizada e o fogo quase sempre se inicia nesta madeira semi-carbonizada em contato com o carvão mais aquecido.

Este é um dos motivos porque carga de carvão tende a se inflamar quando transportado.

Numa carga de carvão temos carvão e madeira…

Ao se resfriar um forno de carvão deve-se estar atento a quantidade de madeira ou tiço gerado, geralmente quanto mais tiço, maior é o risco de fogo ou incêndio.

Lembre-se que quando se produz carvão se produz “madeira semi carbonizada” e muitas vezes esta mistura é o principal gerador de focos de fogo na massa de carvão de uma determinada fornada.

É um mecanismo simples: O carvão aquecido dentro de uma massa acaba “inflamando” a madeira ou tiço presente nesta massa.

No entanto existe ainda mais um motivo pelo qual uma carga de carvão sofre combustão espontânea. Qual é este motivo?

A presença de resíduos de elevada superfície específica.

Porque finos de carvão geram focos de incêndio em fornos de carvão?

Porque finos de carvão geram focos de incêndio em fornos de carvão?

Se você já acampou já deve ter feito uma fogueira…Ou no mínimo viu na televisão como fazer uma fogueira…

Uma fogueira sempre começa com pequenos gravetos, folhas secas, etc… Nunca com toras de grande diâmetro. Mas porque?

Por causa da superfície específica do material.

Pequenos gravetos de madeira são muito mais fáceis de inflamar do que  uma tora de madeira porque tem elevada superfície específica.

Importante destacar que material fragmentado com elevada superfície específica é um grande causador de focos de fogo dentro de um forno de carvão.

No caso do carvão seriam os finos de carvão que surgem no processo de carbonização.

Aprofundando nos focos de incêndio por finos de carvão

Se você leu o artigo épico sobre secagem de madeira natural e secagem de madeira ao ar livre sabe que o principal causador de finos no carvão é umidade da madeira.

Então pode-se afirmar que existe uma grande relação entre umidade da madeira, geração de finos de carvão, e percentual de incêndios ou focos de fogo em fornos de carvão.

As zonas super aquecidas dos fornos acabam gerando maior percentual de material fragmentado, geralmente na forma de finos de carvão.

Estes finos geralmente na forma de carvão se inflamam muito facilmente por terem elevada superfície específica e estarem em zonas que tiveram elevada temperatura.

Basta um pouco de ar atmosférico para iniciar o processo de inflamação neste material estando ele aquecido.

Porque a casca e resíduos de colheita geram focos de incêndio em um forno de carvão?

Porque a casca e resíduos de colheita geram focos de incêndio em um forno de carvão?

Os finos podem ser formados durante o processo de carbonização nas zonas super aquecidas do forno de carvão ou podem vir junto com a madeira que será carbonizada.

Os finos que vem junto com a madeira podem ser:

  • Na forma de casca, em madeiras não descascadas ou que não perderam a casca durante a secagem natural da madeira.
  • Na forma de contaminação com resíduos como folhas, gravetos, ponteiras e outros materiais vegetais.

Os finos tendem a se deslocar por gravidade para o piso do forno onde se localiza o tiço que se inflama a uma temperatura mais baixa que o carvão.

É de se esperar então que grande parte dos focos de foco acontecerão mais próximo ao piso.

E a parte superior dos fornos de carvão?

No entanto podemos ter grande frequência de focos de fogo na camada superior da carga de carvão.

A região superior do forno (ou da massa de carvão no forno) sempre alcança temperaturas mais elevadas que a região inferior.

Caso os resíduos não desçam por gravidade para as regiões mais baixas será comum ver focos de incêndio na parte superior da carga de carvão.

Existindo material fragmentado na camada superior em contato direto com o vazio superior do forno (composto de gases ou ar atmosférico) existe uma grande possibilidade de inflamação da carga ou regiões da carga produzida de carvão

Esta condição de inflamação da parte superior da carga de carvão é perceptível em eucaliptos com alto teor de casca como o E. cloeziana, em que focos de fogo aparecem na parte superior do forno e sempre se iniciando na casca.

Havendo incêndios não haverá o resfriamento de um forno de carvão.

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Sete (07) Dicas poderosas para o resfriamento natural rápido de um forno de carvão

Neste artigo irei dar algumas dicas preciosas sobre como resfriar um forno de carvão vegetal de forma eficiente

Dica Poderosa 1 – Estabeleça um controle homogêneo do processo de carbonização para garantir o rápido resfriamento de um forno de carvão

Dica Poderosa 1 - Estabeleça um controle homogêneo do processo de carbonização para garantir o rápido resfriamento de um forno de carvão

Quando você carboniza de forma homogênea, você obtém temperaturas finais de carbonização homogêneas e consegue conduzir o processo de resfriamento do forno de carvão também de forma homogênea.

Ao você reduzir os intervalos de temperatura dentro de uma forno (valores máximos e mínimos) você facilita o seu processo de resfriamento do carvão e minimiza o efeito de “falsos resultados” comuns a processos heterogêneos.

Você irá conseguir a homogeneização da sua carbonização de duas formas:

Forma 1Utilizar uma madeira com propriedades homogêneas e específicas.

Forma 2 –  Usar técnica otimizada de controle da carbonização da Fórmula da Carvoaria Perfeita.

Ao estabelecer controles e padrões máximos de temperatura nas zonas de combustão, você limita e facilita o resfriamento destas regiões que são focos frequentes de incêndios em fornos de carvão.

Muita das vezes o problema do resfriamento de um forno de carvão foi ocasionado na fase anterior que foi a carbonização da madeira e você precisa estar atento a isso.

Dica Poderosa 2 – Porque colocar lenha seca no forno de carvão o faz resfriar mais rapidamente?

Dica Poderosa 2 - Porque colocar lenha seca no forno de carvão o faz resfriar mais rapidamente?

Nos artigos épicos sobre secagem de madeira natural e secagem de madeira ao ar livre apresentamos claramente que a umidade da lenha no forno de carvão:

  • Aumenta o tempo de carbonização.
  • Aumenta a temperatura final de carbonização.
  • Gera mais finos de carvão.
  • Gera mais tiço ou madeira semi-carbonizada.

Considerando estes fatores acima em que:

  • Você  esquenta mais a massa de carvão dentro do forno (+ temperatura).
  • Você esquenta mais o forno de carvão , aumentando assim as frestas de temperatura do fornos promovendo entradas falsas de ar(+ comburente)
  • Você produz mais material com elevada superfície específica (finos) de fácil ignição (+ combustível de fácil ignição)
  • Você produz mais tiço (+ combustível material com baixa temperatura de ignição).
  • Você reduz o tempo naturalmente eu reduzi o tempo de resfriamento para manter o ciclo dentro do projetado

O que acontece se secarmos mal a lenha?

Uma sinergia de fatores que inflama a massa de carvão dentro ou fora do forno facilmente.

Resumindo, SECAR LENHA É RESFRIAR FACILMENTE SEU CARVÃO.

Trabalhar com baixas umidades de lenha irá  melhorar o resfriamento de um forno de carvão.

Dica Poderosa 3 – Por que colocar lenha “limpa” ajudar a resfriar o carvão.

Dica Poderosa 3 - Por que colocar lenha "limpa" ajudar a resfriar o carvão

Madeira com muita casca e com resíduos como folhas e galhos pode ser prejudicial ao resfriamento de um forno de carvão.

Na maioria das vezes é inviável descascar a madeira para se produzir carvão vegetal, então deve-se adotar a estratégia de deixar a lenha secar até o ponto de que a casca comece a se soltar naturalmente.

Geralmente a casca em toras de madeira de diâmetros menores é mais fina e solta-se primeiro que a casca em toras de diâmetros maiores.

Então Uma boa forma de manter a lenha mais limpa é fazer uma classificação diamétrica da mesma.

O simples fato de classificar a lenha já a deixa mais limpa e a movimentação da mesma na classificação faz com que a casca se solte mais facilmente.

Lembre-se que sua colheita e seu baldeio de madeira se bem feitos irão refletir no resfriamento dos fornos, então tenha zelo desde o começo nestas atividades.

Resumindo, lenha “limpa” favorece o rápido resfriamento de um forno de carvão.

Dica Poderosa 4 – Como fazer um excelente trabalho de vedação dos fornos?

Dica Poderosa 4 - Como fazer um excelente trabalho de vedação dos fornos?

Porque é importante vedar um forno de carvão?

A vedação impede a entrada de ar atmosférico dentro do forno.

O ar atmosférico é o comburente que garante a inflamação da massa de carvão.

O fogo só acontece com a combinação de 03 fatores: combustível, temperatura e comburente e o principal fator de amplo controle seu no resfriamento natural é eliminar o comburente e isso acontece vedando o forno de forma efetiva.

Se retiramos o comburente não acontece ignição da massa de carvão e o mesmo passa resfriar.

A vedação dos fornos de alvenaria para resfriamento é feito com argila e água Prepara-se uma massa plástica com água, argila e muitas vezes alguns aditivos.

Muitas vezes adiciona-se na massa de vedação como aditivos:

  • Cinzas ou moinha do carvão
  • Silicato de sódio
  • Cimento (em pequena proporção)
  • Açucar ou melaço
  • Areia
  • Outros

O importante da mistura acima é que tenha uma boa aderência, boa plasticidade e baixa retração. Tudo começa com a escolha da argila.

Quais os problemas mais comuns nas vedações de argila?

O que acontece muitas vezes é que nem sempre estas propriedade são alcançadas.

  • Se temos baixa aderência da massa de vedação ela se desprende facilmente do forno.
  • Se temos baixa plasticidade da massa, a vedação se torna quebradiça e se desprende facilmente da região em que foi colocada.
  • Se temos elevada retração, a medida que a massa seca ela encolhe e gera fissuras que permitem entrada de ar.

A vedação do forno deve ser checada constantemente e refeita imediatamente quando necessário.

A atenção especial deve ser em todas as frestas a saber:

  • Tatus, minicâmaras e câmaras.
  • Porta(s)
  • Chaminé(s)
  • Rachaduras

O ideal é selecionar uma boa argila, fazer algumas misturas e deixar para secar ao sol antes de usar nos fornos e assim ter algumas receitas padrões em função da sua argila.

Uma boa vedação irá ajudar de forma significativa no resfriamento de um forno de carvão.

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Dica Poderosa 5 – Como usar a técnica do barrelamento de forma eficiente no resfriamento de um forno de carvão?

A técnica do barrelamento de fornos é popularmente usada nos sistemas tradicionais de produção de carvão.

O barrelamento de forno consiste em literalmente dar um banho no forno com uma água argilosa.

Essa água argilosa é chamada também de calda ou BARRELA.

Geralmente esta calda é feita apenas de argila e água. A argila utilizada quase sempre é peneirada pois diferente da massa de vedação a função é um pouco diferente da massa de vedação

A Barrela tem duas funções:

  • Função 1 – Melhorar a troca de calor da superfície do forno com o meio ambiente
  • Função 2 – Preencher pequenas fissuras com argila, impedindo a entrada de ar dentro do forno

Na massa se de vedação citada anteriormente o objetivo é vedar todas as grandes entradas/saídas do fornos e rachaduras que porventura surjam nos fornos.

O barrelamento é feito em média de 2-3 vezes por dia nos fornos tradicionais de alvenaria e tem uma função mais refinada que a massa de vedação.

O que é um barrelador de forno de carvão?

O que é um barrelador de forno de carvão?

Para grandes fornos de carvão o barrelamento é feito com um equipamento denominado barrelador.

O barrelador é um tanque sobre uma carreta móvel que possibilita o bombeamento da calda de argila em todo o forno.

O barrelamento é feito com um sistema de mangueira pressurizado por uma bomba acoplada na tomada de potencia do trator.

O forno então sofre um banho de barrela em intervalos geralmente regulares até que o mesmo seja então removido.

Existem alguns poucos fornecedores deste equipamento no Brasil, sendo um equipamento que vem sofrendo evolução e melhorias com o tempo.

O barrela deve ser preparada segundo a recomendação do fabricante. Quase sempre a argila é peneirada e a manutenção preventiva do equipamento deve ser constante.

Quando o equipamento precisa de uma manutenção corretiva, por ser um equipamento muito específico ela costuma ser longa e demorada prejudicando o resfriamento dos fornos na praça.

A técnica de barrelamento é uma técnica não muito bem vista na administração de empresas pois se trabalha com “lama” (que dá um aspecto de sujeira) sendo estudada em muitos lugares em ser substituída ao se utilizar materiais alternativos nos fornos que geram menos fissuras e possam assim eliminar esta operação.

Porque é importante o barrelamento manual em fornos de carvão de pequenas dimensões?

2.5.2 Porque é importante o barrelamento manual em fornos de carvão de pequenas dimensões?

Geralmente para pequenos fornos o barrelamento é feito manualmente com balde e brocha de pintura.

Prepara-se num tanque ou balde grande a barrela (calda argilosa).

Com um balde menor realiza-se o processo de “dar um banho” por completo o forno de carvão.

Joga-se a água com o balde e faz um retoque das frestas com a brocha.

Geralmente o retoque com a brocha é feito nas regiões onde se aplicou a massa de vedação que tende rachar com o tempo.

Em pequenos fornos de produção de carvão pode-se utilizar o mecanismo de barrelar de 5-6 vezes ao dia o mesmo forno para acelerar o resfriamento do forno de carvão de forma considerável.

É uma técnica que gera resultados rápidos para fornos com espessura de meio 1/2 tijolo (10 cm).

A parede menos espessa de pequenos fornos favorece as trocas térmicas e o resfriamento de um forno carvão com estas características.

Dica Poderosa 6 – Por que a manutenção preventiva constante é importante no resfriamento de um forno de carvão?

Dica Poderosa 6 - Por que a manutenção preventiva constante é importante no resfriamento de um forno de carvão?

A manutenção deficiente de fornos de produção de carvão tem como principal resultado o não resfriamento da massa de carvão.

Quando um forno de carvão não sofre manutenção geralmente acontece:

  • Aumento de rachaduras e fissuras na superfície do forno
  • Deterioração de câmaras e minicâmaras
  • Deterioração da porta do forno
  • Deterioração de chaminé de saída de gases

Destacamos que mais de 90% (noventa por cento) dos focos de fogo acontecerão nas regiões supracitadas.

É muito importante a cada fornada realizada uma vistoria fina com registro do estado forno.

Havendo a detecção de alguma deterioração mais evidente no forno (seja da porta, chaminé, câmara, etc) a intervenção imediata para sanar e garantir a estanqueidade do equipamento para o próximo ciclo produtivo.

A manutenção preventiva vai de uma simples vedação de alguma rachadura ou fresta até a substituição e reconstrução de alguma peça ou região do forno.

As ações devem ser rotineiras, planejáveis na sua maioria, precisa, mensurável e o mais importante IMEDIATA.

Uma boa manutenção preventiva promove excelente resfriamento de um forno de carvão.

Dica Poderosa 7 – Quais são os cuidados com o resfriamento de um forno de carvão nas mudanças de estação do ano?

Dica Poderosa 7 - Quais são os cuidados com o resfriamento de um forno de carvão nas mudanças de estação do ano?

É muito importante estar atento a mudança de estratégia com relação aos cuidados com o resfriamento de um forno de carvão em função da época do ano.

Na época chuvosa, que no Brasil geralmente acontece no verão na maior parte das regiões, a atenção e intensificação dos procedimentos que impactam no resfriamento do carvão deves ser bem maiores.

Como geralmente as praças de fornos não são cobertas na sua maioria o efeito da chuva é evidente nos fornos de carvão.

Você poderia pensar que a chuva ajudaria a resfriar os fornos pois a água da chuva seria um bom condutor térmico de temperatura.

No entanto o que acontece é que a chuva acaba “lavando” o forno e removendo a barrela e a massa de vedação dos fornos.

Ao remover os agentes vedantes do forno permite-se a entrada de ar (comburente) o que acaba por gerar ignição de parte da massa de carvão aquecida no forno.

Ao entrar ar do ambiente, reações termoquímicas com o carvão e madeira voltam a acontecer aquecendo o forno que deveria resfriar.

Cuidados extras e rotineiros devem ser realizados nos períodos chuvosos.

Importante destacar que intervenções emergenciais de vedação podem ser necessárias no caso de chuvas torrenciais.

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Conclusões

triangulo do fogo

Entendo como funciona a lógica de resfriamento na produção de um carvão ecológico, as facilidades produtivas serão incríveis independente da tecnologia de produção de carvão vegetal escolhida.

Importante destacar que o carvão quando é devidamente resfriado ele beneficia não só o produtor mas também o cliente que recebe um produto de qualidade superior.

Em outro artigo épico iremos explorar técnicas de resfriamento forçado.

O resfriamento forçado de carvão é uma técnica que ainda está engatinhando no Brasil.

Além de técnicas de resfriamento forçado iremos explorar também técnicas construtivas e materiais alternativo para refrigeração mais rápida de fornos e do seu carvão.

Existe um campo enorme de exploração e melhorias r muitas mudanças irão acontecer

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Informações

Carvoaria Perfeita

Sobre o Autor

Daniel Camara Barcellos,é especialista em Energia de Biomassa e tenho estudado a melhor forma de AJUDAR PESSOAS  a projetarem e operarem unidades ecológicas de carvão vegetal.

Engenheiro Florestal formado na Universidade Federal de Viçosa com especialização em Fontes Alternativas de Energia e Mestrado e Doutorado em Energia de Biomassa.

NOS ÚLTIMOS 20 ANOS já ajudou inúmeras empresas e pessoas a desenvolverem e instalarem unidades ecológicas de carvão vegetal

A partir dos  RESULTADOS COMPROVADOS de unidades sustentáveis  tem como perspectiva de mudar a péssima imagem da produção de carvão vegetal e ter ajudar a alcançar as habilidades necessárias para produzir carvão ecológico

Destina 10% da renda angariada pelos seus treinamentos para AJUDAR CRIANÇAS e famílias de baixa renda a partir da EDUCAÇÃO a se desenvolverem como indivíduos e assim se propiciarem a terem uma VIDA MAIS ABUNDANTE !

Sobre a Fórmula da Carvoaria Perfeita

A FÓRMULA DA CARVOARIA PERFEITA  é a metodologia definitiva de produzir carvão vegetal de forma ECOLÓGICA.

A Fórmula da Carvoaria Perfeita é um treinamento avançado que objetiva treinar pessoas para se tornarem “Experts” em produção de carvão ecológico e se tornarem conhecedores da sabedoria da FÓRMULA DA CARVÃO.

Este  treinamento avançado é único no mundo. Apenas um grupo seleto de pessoas conhecem a fórmula e usufruem do poder da sua transformação.

A FÓRMULA DA CARVOARIA PERFEITA tem transformado vidas e negócios e tem ajudado o segmento a mudar a imagem da produção de carvão vegetal.

Acesse  http://carvoariaperfeita.com e saiba mais.

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