Demanda de potência do ventilador para aeração de material em compostagem

Abstract

RESUMO:Neste trabalho, objetivou-se ajustar curvas de perda na pressão estática do ar, quando forçado em camadas de material orgânico, com diferentes espessuras, e dois estádios de degradação bioquímica, para possibilitar o cálculo da demanda de potência do sistema de ventilação. Os resíduos utilizados para a medição da perda de pressão do ar foram cama de frango misturada com casca dos frutos do cafeeiro, razão entre massas de 2,5:1, de forma a se obter relação C/N inicial de 30:1. Foi verificado que a perda na pressão estática do ar aumentou linearmente com a espessura da camada de composto orgânico e que houve aumento na perda de pressão estática com o aumento na vazão específica do ar, o que praticamente não foi alterado pelo estádio de degradação bioquímica do material em compostagem. Todos os modelos testados (potencial, logarítmico e quadrático) ajustaram-se bem aos dados experimentais, na faixa de vazão específica de ar entre 0,045 e 0,159 m 3 s -1 m -2 , podendo ser usado para predizer os gradientes de pressão estática no composto orgânico. A potência demandada pelo sistema de ventilação foi de 1,16 W t -1 no material, antes da compostagem, e de 2,38 W t -1 , após 60 dias de compostagem, em camada com 1 m de espessura. Em camada de 2 m de espessura, a demanda foi de 17,70 e 21,65 W t -1 , respectivamente. PALAVRAS-CHAVE:resíduos sólidos, leiras estáticas aeradas, processos aeróbios. VENTILATION POWER DEMAND FOR AERATION OF MATERIALS IN COMPOSTINGABSTRACT: This study aimed to adjust loss curves in static air pressure when forced into layers of organic material, with different thicknesses and two stages of biochemical degradation, to enable the calculation of the power demand of the ventilation system. The residues used to evaluate air pressure loss were poultry litter mixed with coffee cherry husk, mass ratio of 2.5:1, to obtain an initial C/N relation of 30:1. It was found that the loss in static pressure increased linearly with the thickness of the organic compound, and that there was an increase in static pressure loss with increased specific flow rate of air, which practically did not change by the biochemical degradation stage of the composting material. All models used (potential, logarithmic and quadratic) fit the experimental data in the range of specific air flow between 0.045 and 0.159 m 3 s -1 m -2 , and they may be used to predict the static pressure gradients in the organic compost. The power demanded by the ventilation system in layers of 1 m thickness was 1.16 W t -1 in the material before composting, and 2.38 W t -1 , after 60 days of composting. In layers of 2 m thickness, the demand was 17.70 and 21.65 W t -1 , respectively.

Gradiente De Pressão Estática Do Ar Forçado Em Camadas De Resíduos Orgânicos Misturados Com Diferentes Proporções De Cama De Frango

“…O aumento na massa específica com a adição da cama de frango é decorrente do fato de ser sua massa específica maior que a do bagaço de cana-de-açúcar, da palha de café e da serragem de madeira; logo, ao ser misturada a esses materiais, proporciona aumento na massa específica da mistura. MATOS et al (2012) De acordo com os resultados obtidos, pode-se afirmar que, embora todos os três modelos possam ser utilizados para descrever o gradiente de pressão estática do ar ao ser insuflado em camadas de resíduos orgânicos, o modelo de Shedd foi o que apresentou os maiores valores para o coeficiente de determinação e menores valores para o erro médio relativo e desvio padrão da estimativa. Assim, pode ser considerado o melhor modelo para a estimativa do gradiente de pressão estática do ar quando insuflado em camadas de resíduos orgânicos, para todas as proporções de cama de frango utilizadas.…”

“…Após os resíduos serem misturados, realizou-se a correção no conteúdo de água do material para 60 dag kg -1 (base úmida), permanecendo a mistura em repouso por 24 h para a absorção da água pelos resíduos. Em seguida, as misturas foram acondicionadas em um protótipo especialmente dimensionado e construído para a pesquisa, conforme apresentado na Figura 1, onde eram efetuadas as medições do gradiente de pressão estática do ar ao ser forçado a atravessar a camada de material, sendo, neste caso, adotada a mesma metodologia utilizada por MATOS et al (2012) e PAIVA et al (2012.…”

“…O gradiente de pressão estática do ar, ao atravessar uma camada de material, é estimado, convencionalmente, com a utilização de equações ou gráficos que relacionem a queda na pressão estática do ar por unidade de espessura da camada de material (gradiente de pressão) com a vazão de ar por unidade de área (vazão específica), sendo representado por modelos potenciais (Equação de Shedd), logarítmicos (Equação de Hukill & Ives) e quadráticos (Equação de Hunter) (McGUCKIN et al, 1999;SILVA et al, 2008;MATOS et al, 2012). Na literatura científica, encontram-se disponíveis equações para a estimativa do gradiente de pressão estática do ar quando forçado em camadas de grãos e sementes ( ASABE, 2007), porém são poucos os trabalhos realizados, utilizando-se de material orgânico em compostagem; além disso, nos existentes, não foram citadas as proporções de cada material na mistura, o que dificulta sobremaneira a comparação e a extrapolação dos resultados.…”

Alterações Nas Características Físicas Do Material Orgânico Submetido Ao Processo De Compostagem

“…De acordo com os resultados apresentados no Quadro 1, a massa específica seca das misturas de materiais antes e depois do processo de compostagem, apresentou aumento de, aproximadamente, 12 e 13% nessa variável para o composto preparado com bagaço de cana-de-açúcar e com palha de café, respectivamente. Matos et al (2012) encontraram para palha de café misturada com cama de frango razão entre massas de 2,5:1 (proporção de 28,6% de cama de frango), massas específicas secas de 142 e 218 kg m -3 , considerando o material antes e depois de ser submetido ao processo de compostagem. A massa específica obtida pelos autores no início do processo de compostagem foi praticamente igual à obtida neste trabalho, na fase final do processo.…”

Ceramic characterization of raw material with a high content of organic matter reduced by composting

“…Composting is a process responsible for recycling nutrients or accelerating the decomposition of organic matter through aerobic microorganisms, initially occurring biochemical reactions and later occurring a humidification process, also called maturation phase. The composting process in a solid material can be done by manual stirring, also called windrow process, where the material is manually rotated at certain times for oxygenation, or in static aerated piles, where fans are used to force the insertion of oxygen into the material [9,10]. Based on this, this work aimed to apply the composting method on a sample of clay with high organic matter content, from the region of Poços de Caldas, MG, to analyze the efficiency of the method and the possibility of using the obtained product in the ceramic industry.…”