Título: PRODUÇÃO DE BRIQUETE DE CARVÃO ECOLÓGICO, POR MEIO DA EXTRUSÃO DE BIOCHAR DE CASCA DE CAFÉ
Título alternativo: biochar, briquette, ecological charcoal, coffee husk, mechanical analysis.
Autoria de: Gustavo Antonio Alves Dutra
Orientação de: Tiago Jose Pires de Oliveira
Coorientação de: Pedro Venâncio Wate
Presidente da banca: Tiago José Pires de Oliveira
Primeiro membro da banca: Nathan Sombra Evangelista
Segundo membro da banca: Alisson Lara de Carvalho
Terceiro membro da banca: Pedro Venâncio Wate
Palavras-chaves: biochar, briquete, carvão ecológico, casca de café, análises mecânicas.
Data da defesa: 19/11/2025
Semestre letivo da defesa: 2025-2
Data da versão final: 16/12/2025
Data da publicação: 16/12/2025
Referência: Dutra, G. A. A. PRODUÇÃO DE BRIQUETE DE CARVÃO ECOLÓGICO, POR MEIO DA EXTRUSÃO DE BIOCHAR DE CASCA DE CAFÉ. 2025. 60 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
Resumo: O crescente volume de resíduos agro-industriais, aliado aos impactos das mudanças climáticas, reforça a urgência da adoção de tecnologias sustentáveis como a conversão desses resíduos em bioenergia e biochar, promovendo uma agricultura de baixo carbono e maior eficiência no uso dos recursos naturais. O biochar, resultante da pirólise de biomassa, destaca-se como alternativa eficiente para o reaproveitamento de resíduos orgânicos, com aplicações tanto na melhoria da fertilidade do solo quanto na produção de combustíveis sólidos. Diante disso, o presente estudo teve como objetivo produzir briquetes de carvão ecológico por meio da extrusão de biochar de casca de café, bem como realizar análises físico-mecânicas dos produtos obtidos. O biochar utilizado foi previamente produzido em reator tipo forno, triturado em triturador forrageiro (TRF) e classificado em peneiras granulométricas de 1,4 mm e 0,18 mm, sendo coletada a fração intermediária. A massa usada para produção dos briquetes tinha a seguinte composição água (32) e aglutinante (farinha de trigo), em quatro formulações 0, 4, 8 e 12 de aglutinante, com variação proporcional do teor de biochar, sendo 68, 64, 60 e 56, respectivamente. A homogeneização foi realizada em uma betoneira compacta e a briquetagem foi feita em extrusora Carvopress 100, seguida de secagem dos briquetes a 60???C por 24 horas. A análise imediata do biochar revelou valores médios de 2,81 de umidade, 26,01 de voláteis, 20,18 de cinzas e 51,00 de carbono fixo, com poder calorífico superior de 23,98 MJkg. Os testes de densidade demonstraram aumento significativo com o teor de aglutinante, atingindo 0,8527 gcm³ com 8 de adição. A resistência mecânica, avaliada pelo teste de carga de ruptura, apresentou valores médios de 15, 200, 350 e 301 kPa para os teores de 0, 4, 8 e 12, respectivamente. O índice de quebra também foi reduzido com a adição de aglutinante, atingindo 2,81 com 8 e 3,03 com 12, demonstrando maior integridade estrutural. Com base nos resultados, a formulação com 8 de aglutinante apresentou o melhor desempenho geral, combinando alta densidade, maior resistência e menor índice de quebra, sendo considerada a mais eficiente para a produção de briquetes ecológicos com biochar de casca de café. O estudo valida a metodologia empregada e contribui com alternativas sustentáveis para o aproveitamento de resíduos agrícolas.
Abstract: The increasing volume of agro-industrial waste, combined with the impacts of climate change, underscores the urgency of adopting sustainable technologies such as converting these residues into bioenergy and biochar, thereby promoting low-carbon agriculture and more efficient use of natural resources. Biochar, resulting from biomass pyrolysis, stands out as an effective alternative for reusing organic waste, with applications in both soil fertility enhancement and solid fuel production. In this context, the present study aimed to produce ecological charcoal briquettes through the extrusion of coffee husk biochar and to perform physical and mechanical analyses of the resulting products. The biochar was previously produced in a reactor-type kiln, ground in a forage shredder (TRF), and classified using 1.4 mm and 0.18 mm sieves, with the intermediate fraction collected. The mixture used for briquette production consisted of water (32) and binder (wheat flour) in four formulations 0, 4, 8, and 12 binder, with proportional variation of biochar content at 68, 64, 60, and 56, respectively. Homogenization was carried out in a compact concrete mixer, and briquetting was performed using a Carvopress 100 extruder, followed by drying at 60???C for 24 hours. Immediate analysis of the biochar revealed average values of 2.81 moisture, 26.01 volatile matter, 20.18 ash, and 51.00 fixed carbon, with a higher heating value of 23.98 MJkg. Density tests showed a significant increase with binder content, reaching 0.8527 gcm³ at 8 addition. Mechanical strength, assessed through compressive load tests, showed average values of 15, 200, 350, and 301 kPa for the 0, 4, 8, and 12 binder formulations, respectively. The drop resistance index also decreased with binder addition, reaching 2.81 at 8 and 3.03 at 12, indicating greater structural integrity. Based on the results, the 8 binder formulation demonstrated the best overall performance, combining high density, greater strength, and a lower breakage index, making it the most efficient for producing ecological briquettes from coffee husk biochar. The study validates the proposed methodology and contributes sustainable alternatives for the utilization of agricultural residues.
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
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Detentores dos direitos autorais: Gustavo Antonio Alves Dutra e Universidade Federal de Lavras
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