Recolhimento e armazenamento do palhiço (ou palha) para 2ª geração do etanol

Para viabilizar os avanços tecnológicos na direção de aumentar a produção de etanol e geração de excedentes de energia elétrica, por tonelada de cana processada, via hidrólise ou processo termoquímico, é necessário disponibilizar, na usina, a maior quantidade de fibra possível. Uma das alternativas para este fim é realizar a colheita da cana sem a queima prévia e recuperar uma fração significativa do palhiço disponível nos canaviais.

Conceitualmente, o palhiço é composto pelas folhas secas, folhas verdes e pelo ponteiro da cana-de-açúcar. Estes resíduos gerados na colheita também são conhecidos como palha ou palhada.

Atualmente, esta fonte não é aproveitada em sua plenitude, porém, esta situação será revertida em médio prazo, levando-se em conta que a legislação ambiental prevê a extinção gradativa da prática de remoção do palhiço pelo fogo.

Alternativas para recolhimento da palha de cana

No estudo do Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), por meio do Projeto BRA/96/G31, foram consideradas três alternativas para a recuperação do palhiço, utilizando colheita mecânica de cana crua, descritas a seguir:

  • Alternativa 1 – Ventiladores da colhedora ligados: o palhiço é deixado no campo, onde é enfardado e transportado até a usina para ser posteriormente picado antes da queima;
  • Alternativa 2 – A colhedora de cana está com os ventiladores de limpeza desligados: o palhiço é transportado junto com a cana e a separação entre eles ocorre em uma Estação de Limpeza a Seco instalada na usina;
  • Alternativa 3 – O sistema de limpeza secundário da colhedora está desligado e o sistema primário trabalha em uma velocidade reduzida: consequentemente, ocorre somente uma limpeza parcial da cana durante a operação de colheita, deixando uma camada pouco densa no chão, onde o palhiço transportado junto com a cana é separado em uma Estação de Limpeza a Seco instalada na usina.

Alternativas para recuperação do palhiço

Alternativas para a recuperação do palhiço. Fonte: Projeto BRA/96/G31

A tabela a seguir apresenta os custos de recuperação das três alternativas estudadas; pode-se observar que o custo da Alternativa 2 é bastante superior às outras; isto surge como consequência do critério de alocação de custos aplicado no estudo pelo qual todo o aumento de custo do transporte da cana é alocado ao palhiço, sendo que este participa da carga com uma tonelagem muito inferior à da cana. Para alternativa 1, estão incluídas as seguintes operações: enleiramento, enfardamento, carregamento/descarregamento e transporte. Para as alternativas 2 e 3, as operações são: transporte interno (transbordo) e transporte até a usina (caminhões). O custo é definido em doláres, considerando o câmbio de 1 US$ = R$ 3,00.

  Alternativa 1Alternativa 2Alternativa 3
Palhiço posto na usina 9,61 23,23 2,74
Separação entre palhiço e a cana 2,79 3,69
Processamento do palhiço 0,89 0,85 1,14
Custo total 10,50 26,87 7,57
Fonte: Projeto BRA/96/G31

No estudo de Michelazzo (2005), foi analisada a recuperação do palhiço por meio de um modelo de cálculo de custo que envolve eficiências e capacidades operacionais que compõem cada sistema de recolhimento do palhiço. O estudo utiliza máquinas para o enleiramento, recolhimento, adensamento, carregamento, transporte e redução de tamanho do palhiço.

Sistemas de separação da palha

A separação entre a palha e os colmos de cana pode ser efetuada no campo ou na usina, como ilustra a figura.

Recuperação do palhiço com separação no campo e na usina

Recuperação do palhiço com separação no campo e na usina

A produtividade do palhiço foi estimada em 10 t/ha, base seca, com taxa de retirada de 50%, portanto, a quantidade de palhiço recolhido é de cerca de 5 t/ha. (MICHELAZZO, 2005).

Sistema de recuperaçãoMichelazzoProjeto BRA/96/G31
Enfardamento 14,87 10,50
Colheita integral 6,87 26,87

Alternativas para armazenamento do palhiço

Para o armazenamento do palhiço, foram analisados seis cenários com o objetivo de identificar aqueles que proporcionam a melhor relação custo-benefício. As análises contemplaram a produtividade de cada composição, com sua respectiva demanda de investimento e os custos operacionais. Para efeito de cálculo, foi utilizada a configuração da destilaria padrão, dados fornecidos pelo setor de máquinas e implementos agrícolas, além dos resultados obtidos no Projeto BRA/96/G31.

IndicadorPrevisão
Moenda/ano safra 2.000.000 toneladas
Produtividade agrícola 71,42 tc/hectare
Palhiço disponível no campo* 280.000 toneladas
Palhiço utilizado na indústria** 140.000 toneladas

(*) Considerando 140kg de palhiço para cada tonelada de cada (base seca).

(**) Considerando que será deixado, aproximadamente, 50% do palhiço no campo e o resto será transporte para a usina.

As análises consideraram a utilização do palhiço pela destilaria, utilizado para a queima ou para hidrólise. A característica comum em ambos é a desejável porcentagem mínima de impurezas minerais. Os sistemas atuais de recuperação do palhiço são pouco atrativos economicamente em virtude do alto índice de impurezas.

As três condições de armazenamento estudadas foram: palhiço empilhado a céu aberto, palhiço armazenado em galpão de lona inflável e o palhiço armazenado em silos plásticos (silo bolsa). Para viabilizar o armazenamento, os dois sistemas de recuperação empregados foram: colheita integral (cana + palhiço, colhidos e transportados juntos, com separação em unidade de limpeza a seco na usina) e palhiço enfardado, utilizando uma enfardadora de fardos prismáticos. Observe as seis composições analisadas:

Sistemas de recuperação e armazenamento do palhiço

Sistemas de recuperação e armazenamento do palhiço

Para a determinação dos custos finais envolvidos no processo de armazenamento e movimentação do palhiço na indústria, foi elaborado um modelo de custos que comparou os três cenários de armazenamento propostos. A seguir, são apresentados os índices técnicos utilizados nas simulações:

  • Câmbio: R$ / US$: 2,02
  • Taxa de juros: 12 % ao ano
  • Dias úteis na safra: 170
  • Dias corridos na safra: 210
  • Distância média para transporte do palhiço armazenado: 3 km

Para a determinação dos custos finais envolvidos no processo de utilização do palhiço, foram utilizados os custos referentes às operações de recolhimento e transporte do palhiço do campo até a usina, obtidos no Projeto BRA/96/G31; os custos referentes às operações de armazenamento e transporte do palhiço do receptáculo de armazenagem até a usina, simulados neste estudo; e os custos dos receptáculos de armazenagem do palhiço, também simulados neste estudo.

O investimento inicial necessário para cada um dos cenários propostos é apresentado na tabela abaixo, considerando apenas as operações de beneficiamento e armazenamento após a chegada do palhiço na usina.

Pode-se observar nos resultados das análises efetuadas que o armazenamento a céu aberto se apresenta como a alternativa mais conveniente se não forem desconsideradas as perdas de material por deterioração; o estudo poderia se tornar mais conclusivo se complementado com dados sobre perdas por deterioração nos diversos sistemas contemplados. O segundo fator, com forte correlação com os custos de armazenamento, diz respeito à massa específica do material.

* Não foram considerados os equipamentos para limpeza a seco e trituração.

CenáriosEquipamentos* (simulação) [milhares de R$]Receptáculos (simulação) [milhares de R$]Total [milhares de R$]
Colheita integral; Pilha a céu aberto 668,00 0,00 668,00
Colheita integral; Galpão inflável 668,00 7.150,00 7.818,00
Colheita integral; Silo bolsa 808,00 1.362,20 2.170,20
Palhiço enfardado; Pilha a céu aberto 440,00 0,00 440,00
Palhiço enfardado; Galpão inflável 440,00 7.150,00 7.590,00
Palhiço enfardado; Silo bolsa 1.066,00 1.362,20 2.428,20

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