[01] A presente patente de invenção descreve um processo de obtenção de combustível utilizando resíduos sólidos orgânicos provenientes da indústria de processamento de frutas para alimentação de aparelhos/instalações de combustão, obtendo um subproduto útil para processos secundários e que utiliza matéria-prima geralmente descartada no meio ambiente.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[02] O setor da agroindústria gera uma grande quantidade de subprodutos, que em muitos casos são considerados custo operacional para as empresas ou fonte de contaminação ambiental (JÚNIOR et al., 2005 apud SOUSA et al., 201 1).

[03] Por exemplo, o processamento de frutas, para a produção de sucos e polpas, gera entre 30 a 40% de resíduos. Como a quantidade de resíduos pode chegar a muitas toneladas, agregar valor a esses produtos é de interesse económico e ambiental, necessitando de investigação científica e tecnológica, que possibilite sua utilização eficiente, económica e segura. (SOUZA, M. S. B.; et al. Caracterização nutricional e compostos antioxidantes em resíduos de polpas de frutas tropicais. Teresina, 201 1.).

[04] Os principais resíduos gerados no processamento de polpas de frutas são, dependendo do tipo da fruta processada, casca, caroço ou sementes e bagaço. No entanto, alguns resíduos não apresentam aplicabilidade em alimentos ou o processamento dos resíduos a fim de viabilizá-lo como alimento apresenta alto gasto energético, por exemplo. Nestas situações, geralmente o resíduo é utilizado como fertilizante orgânico ou na alimentação animal, sem qualquer tratamento.

[05] Por exemplo, o bagaço da uva, constituído pela película, as sementes e os restos da polpa da uva, resultado do esmagamento do grão através de um processo de separação do suco ou mosto, representa de 12% a 15% em peso da matéria-prima inicial, e contém restos de açúcar, proteínas e um teor elevado de lipídios. Este bagaço tem se tornado uma alternativa para uso na alimentação de bovinos leiteiro, na forma de silagem ou fresco. No entanto, estudos recentes verificam a transferência de antioxidante polifenólicos para o leite, quando vacas em período de lactação são alimentadas com estes resíduos, e isso resulta na formação de aroma e sabor desagradáveis em produtos lácteos.

[06] Por fim, e não menos raro, o resíduo é descartado no meio ambiente, podendo gerar sérios problemas de poluição no solo, em águas superficiais e em águas subterrâneas. (LAUFENBERG, G.; KUNZ, B.; NYSTROE , . Transformation of vegetable waste into value added products: (A) the upgrading concept; (B) practical implementations. Bioresource Technology, v. 87, n. 2, p. 167-198, 2003.; SCHIEBER, A.; STINTZING, F. C; CARLE, R. By-products of plant food processing as a source of functional compounds - recent developments. Trends in Food Science & Technology, v. 12, n. 1 1 , p. 401 -413, 2001 ).

[07] O uso de resíduos da agroindústria está dentro do conceito de química verde, que prevê a redução da poluição nos processos químicos e o aproveitamento máximo da matéria-prima, minimizando ou eliminando a geração de poluentes. Mesmo sendo de fonte natural, os maiores impactos ambientais provocados por resíduos sólidos orgânicos são decorrentes da fermentação do material, podendo ocasionar a formação de ácidos orgânicos ("chorume" - líquido formado com a degradação do material orgânico e a lixiviação de substâncias tóxicas), com geração de maus odores e diminuição do oxigénio dissolvido em águas superficiais (Graminha, E.B.N.; Gonçalves, A.Z.L; Pirata, R.D.P.B.; Balsalobre, M.A.A; Gomes, E.R.S. Enzyme production by solid-state fermentation: Application to animal nutrition. Animal Feed Science and Technology, v. 144, p. 1-22, 2008).

[08] O estado da técnica descreve a utilização de resíduos da agroindústria como biomassa para servir de combustível na alimentação de caldeiras.

[09] O documento FR2499096 descreve um combustível sólido que contém uma ou mais das seguintes características: madeira podada de árvores frutíferas ou vinhas, resíduos de destilaria, espigas de milho, grandes juncos, palha, gramíneas forrageiras e juncos. Após a secagem, se necessário, estes são pulverizados, o melaço ou o bagaço de uva são adicionados como aglutinante e misturados, sendo compactado, servindo como combustível.

[010] O documento CN105368522 descreve briquetes que compreendem de 35-45% de videira, 35-45% de ramo frutífero, 17-20% de esterco de vaca e 1 -2% de um elemento de carbonização e tem densidade maior ou igual a 1300kg / m3 e um poder calorífico superior ou igual a 4800kcal/ kg e uma taxa de briquetagem maior ou igual a 96%. O processo de preparação do combustível sob a forma de briquetes consiste em: esmagamento de videira de uvas secas, ramos de frutíferas e esterco de vacas, pesando as matérias-primas trituradas e o elemento de carbonização de acordo com a relação de massa, fazendo agitação para misturar uniformemente as substâncias, pulverizando água entre 8 a 12% da massa total das matérias-primas, conduzindo o armazenamento de pilha por 2-4 dias para realizar fermentação simples, de modo a formar resiliência total e, em seguida, a conduzir a moldagem.

[011] O documento EP1783195 descreve um combustível seco constituído por uma combinação de peles de uvas secas e sementes de uvas secas trituradas, das quais os óleos são liberados e combinados com as peles de uvas secas na forma de peletização. As uvas são esmagadas para liberar o suco, seguido pela separação do suco das peles de uva e sementes de uva. As peles e sementes de uva são primeiro lavadas e depois secas a uma temperatura inferior a 60°C. Antes do esmagamento de peles e sementes, outros resíduos fibrosos secos são incorporados para em seguida serem transformados em pellets.

[012] No entanto, os documentos do estado da técnica descrevem processos e produtos que utilizam o resíduo da agroindústria como uma das cargas, devendo necessariamente ser acrescido de cargas fibrosas e aditivos ou aglutinantes, passando por processos prévios de trituração, lavagem e secagem, o que torna o processo de alto custo e com grande gasto energético, inviabilizando o processamento do resíduo para ser utilizado como combustível.

SUMÁRIO

[013] A patente de invenção descreve um processo de obtenção de combustível utilizando resíduos sólidos orgânicos provenientes da indústria de processamento de frutas particularmente útil para prover o aquecimento de caldeiras que geram vapor para turbinas de centrais termoelétricas, promovendo assim a geração de energia. [014] A patente de invenção descreve um processo de obtenção de combustível utilizando resíduos sólidos orgânicos provenientes da indústria de processamento de frutas que utiliza uma fonte inesgotável de matéria-prima, possibilitando o reaproveitamento de resíduos descartados, através de um processo menos poluente e ambientalmente adequado.

[015] A patente de invenção descreve um processo de obtenção de combustível utilizando resíduos sólidos orgânicos provenientes da indústria de processamento de frutas com baixo custo de operação por não necessitar de energia elétrica e da adição de cargas secas complementares e/ou aditivos.

[016] A patente de invenção descreve um processo de obtenção de combustível utilizando resíduos sólidos orgânicos provenientes da indústria de processamento de frutas com poder calorífico inferior (PCI) comparável à lenha seca, em torno de 3800 kcal/kg.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[017] Para os fins da presente invenção, o termo "resíduo sólido orgânico provenientes da indústria de processamento de frutas" pode compreender a casca, o engaço, a semente, a polpa da fruta e/ou a torta.

[018] O processo de obtenção de combustível utilizando resíduos sólidos orgânicos proveniente da indústria de processamento de frutas, objeto da presente patente de invenção, compreende uma primeira etapa de seleção dos resíduos sólidos orgânicos, de forma a ser processado o resíduo de uma única espécie de fruta, evitando a mistura que compromete o poder calorífico do combustível sólido a ser obtido ao final do processo.

[019] Os resíduos sólidos orgânicos provenientes da indústria de processamento de frutas são armazenados em uma estrutura anaeróbica, sendo mantido nesta condição por um período de até sete dias, para a ocorrência de fermentação natural, no qual somente é verificada a atividade do microrganismo, sem adição de aditivos.

[020] O resíduo sólido orgânico fermentado apresenta aspecto de uma mistura líquida heterogénea, o que facilita a etapa seguinte de prensagem em prensa hidráulica, sendo obtida uma fração sólida e uma f ração líquida.

[021] Para os fins da presente patente de invenção, a fração líquida não será objeto de atenção, sendo constituída por subprodutos que incluem álcool etílico e outros produtos secundários da fermentação alcoólica, que representam em torno de 50% do volume captado.

[022] A fração sólida obtida, com cerca de 50% da umidade extraída, segue para estocagem em estruturas desprovidas de umidade para evitar a putrefação do material orgânico.

[023] A fração sólida seca é utilizada como combustível sólido em aparelhos/instalações de combustão, tal como caldeiras, provendo um subproduto de baixo custo de obtenção e com poder calorífico elevado, equivalente à lenha seca.