A prensa de pellets, também conhecida como prensa de granulados, permite transformar matéria triturada em granulados compactos. É utilizada para produzir pellets de madeira, mas também tampões a partir de biomassa agrícola ou de certas matérias orgânicas. Mas escolher uma prensa de pellets não se resume a comparar a potência do motor ou a capacidade teórica em kg/h. A qualidade dos pellets depende de vários fatores: humidade do material, granulometria, regularidade da alimentação, temperatura, pressão, arrefecimento e armazenamento. Antes de investires numa prensa, é, por isso, essencial perceberes como funciona a granulação e em que casos uma simples prensa é suficiente ou não.
O que é uma prensa de pellets?
Uma prensa de pellets, também conhecida como prensa de grânulos, é uma máquina que permite transformar um material triturado em grânulos cilíndricos. É utilizada para compactar diferentes tipos de biomassa, como serradura, aparas, miscanthus, palha ou certos resíduos agrícolas. No coração da prensa encontra-se uma peça essencial: a matriz. Trata-se de uma peça metálica com vários orifícios. O material preparado é empurrado sob forte pressão através desses orifícios pelos rolos da prensa. É essa passagem pela matriz que permite formar o granulado. A matriz cumpre três funções principais. Em primeiro lugar, ela comprime a matéria-prima : os rolos esmagam-na contra a matriz e, em seguida, forçam-na a passar pelos orifícios. Esta compressão permite obter um pellet mais denso e mais sólido do que a matéria-prima. Em seguida, determina o diâmetro do pellet : o diâmetro dos orifícios corresponde ao diâmetro final do pellet. Para os pellets de lenha, os tamanhos mais comuns são geralmente 6 mm e 8 mm. Por fim, a matriz contribui para a coesão do pellet. A passagem do material pelos orifícios gera atrito, o que faz com que a temperatura suba. No caso da madeira, esse calor ajuda a amolecer a lignina naturalmente presente no material, que depois funciona como um aglutinante natural. É este fenómeno que permite que o granulado se mantenha unido sem aditivos. A matriz influencia diretamente a qualidade final do pellet: a sua densidade, dureza, teor de partículas finas, comprimento, mas também a produtividade da prensa. A sua escolha não depende, portanto, apenas do diâmetro dos orifícios. Também é preciso ter em conta o comprimento de compressão, ou seja, a profundidade efetiva do orifício por onde passa o material. Uma matriz demasiado curta pode produzir grânulos quebradiços. Por outro lado, uma matriz demasiado longa vai exigir mais esforço mecânico, podendo provocar sobreaquecimento e reduzir o rendimento da produção. A prensa de pellets é, portanto, o coração do processo de granulação, mas só funciona bem se o material for devidamente preparado a montante. Antes de ser prensada, a biomassa tem de ser triturada até à granulometria certa, seca até ao nível de humidade adequado e alimentada de forma regular.
Como funciona uma prensa de pellets?
1. A preparação do material
O material tem de ser homogéneo, livre de quaisquer corpos estranhos, calibrado e suficientemente seco. Serradura, aparas, palha, miscanthus ou resíduos agrícolas não se comportam da mesma forma.
2. A trituração
Para produzir um pellet uniforme, o material tem de ser triturado com a finura suficiente antes de entrar na prensa. A granulometria tem de ser adequada ao diâmetro do pellet final. Para pellets de 6 mm, que é o tamanho mais comum para pellets de aquecimento, a granulometria ideal situa-se geralmente entre os 3 e os 6 mm. Uma matéria-prima demasiado grossa não alimenta bem a prensa e resulta num pellet irregular. Por outro lado, um material demasiado fino terá dificuldade em ser comprimido. Para triturar e homogeneizar o material, costuma-se usar trituradores de martelos.
3. A secagem
A humidade é um dos parâmetros mais sensíveis do processo de granulação e tem de ser controlada. Um pellet devidamente seco é mais eficaz, mais estável e mais fiável na utilização. A humidade tem um papel determinante em vários aspetos essenciais da qualidade do pellet. Em primeiro lugar, influencia a resistência mecânica do pellet: quando a matéria-prima fica demasiado húmida, os pellets tornam-se mais frágeis e podem desintegrar-se durante as fases de manuseamento, armazenamento ou transporte. Também afeta o poder calorífico. Quanto mais água um pellet contiver, maior será a parte da energia produzida durante a combustão que é utilizada para evaporar essa água, em vez de aquecer de facto. Uma humidade demasiado elevada leva, portanto, a uma diminuição do rendimento energético. Outra consequência é a qualidade da combustão. Os pellets que não estão suficientemente secos queimam menos bem, o que pode aumentar a formação de cinzas, favorecer o entupimento das caldeiras ou dos fogões e gerar mais emissões, nomeadamente de partículas finas. No caso da madeira e de certas biomassas agrícolas, como o miscanthus, a humidade do material antes da prensagem deve situar-se entre 10% e 15%. Durante a passagem pela prensa, o atrito e a compressão provocam um aquecimento mecânico que leva a uma perda de humidade. No caso dos pellets de aquecimento, o objetivo é obter, após a granulação e o arrefecimento, um pellet estável que apresente, geralmente, um teor de humidade final de cerca de 8 a 10%. Para os agropellets, a tolerância é maior, com um teor de humidade inferior a 12%.
4. A compressão
A prensa compacta o material numa matriz. A escolha da matriz, da taxa de compressão e dos ajustes depende do material. Como vimos anteriormente, o diâmetro dos orifícios da matriz determina o diâmetro final do pellet. Os diâmetros mais comuns são 6, 8, 10 e 12 mm. Mas o diâmetro por si só não basta. O comprimento de compressão, chamado de relação L/D, tem um papel essencial. Por exemplo, para uma matriz de 6 mm, uma relação de 1:5 corresponde a um canal de cerca de 30 mm, enquanto uma relação de 1:8 corresponde a cerca de 48 mm. Quanto maior for a relação L/D, mais tempo o material fica sob pressão na matriz. Isso pode melhorar a densidade, a dureza e a resistência mecânica do pellet. Por outro lado, uma compressão excessiva também aumenta o esforço exigido à prensa, o consumo de energia, o aquecimento e o desgaste do matriz. Pode ainda reduzir o rendimento da produção. Por outro lado, uma matriz demasiado fina não comprime suficientemente o material. O pellet corre então o risco de ficar friável, quebradiço ou de gerar uma elevada percentagem de partículas finas. Na prática, a escolha da matriz depende, portanto, fortemente do material a granular e as relações L/D têm de ser adaptadas de acordo com a biomassa.
5. O arrefecimento
A compressão gera calor. À saída da prensa, os pellets podem atingir 70 a 90 °C, por vezes mais, dependendo dos materiais e das configurações. Nesta fase, o pellet ainda é frágil. Tem de ser arrefecido para:
- Estabilizar a sua estrutura
- Endurecer-se
- Reduzir a humidade residual
- Reduzir a condensação durante o armazenamento
- Reduzir a percentagem de finos.
Que tipos de prensas de pellets existem?
Existem vários tipos de prensas de pellets, dependendo do volume a produzir, do material a transformar e do nível de utilização pretendido. Uma prensa pequena destinada a um particular não satisfaz as mesmas necessidades que uma prensa profissional integrada numa linha completa de granulação.
As pequenas prensas elétricas
As pequenas prensas elétricas são geralmente utilizadas para testes, volumes muito reduzidos ou produção pontual. Podem ser interessantes para particulares, pequenas explorações ou oficinas que queiram transformar uma pequena quantidade de serradura, aparas ou biomassa seca. A sua capacidade é limitada. Dependendo dos modelos, costumam produzir entre 30 e 100 kg/h, com potências que variam geralmente entre 3 e 7,5 kW. Precisam de material já bem preparado: seco, homogéneo e finamente triturado. Não são adequadas para materiais húmidos ou irregulares.
As prensas acionadas pela tomada de força
Permitem produzir pellets a partir de matérias agrícolas ou lenhosas, desde que estas sejam devidamente preparadas antes do processo. Mais uma vez, a prensa não substitui a trituração nem a secagem. Se a matéria-prima estiver demasiado húmida ou demasiado grossa, a qualidade do pellet será má e o rendimento vai cair rapidamente.
As impressoras profissionais
As prensas profissionais destinam-se a volumes maiores. Podem ser adequadas para produções regulares, oficinas de valorização local ou projetos agrícolas estruturados. A sua capacidade pode variar entre 100 kg a 1 t/h, dependendo do material e da configuração. As potências instaladas situam-se frequentemente entre 30 e 120 kW. A este nível, a qualidade da preparação do material torna-se determinante. Uma variação na humidade, uma granulometria demasiado grossa ou uma alimentação irregular podem prejudicar significativamente o rendimento e a qualidade dos pellets.
As prensas industriais
As prensas industriais são concebidas para produzir em contínuo, com rendimentos muito mais elevados. Normalmente, fazem parte de uma linha completa de granulação que inclui a trituração, a secagem, o transporte, a prensagem, o arrefecimento, a peneiração e o armazenamento. São adequadas para projetos estruturados, com volumes elevados e um mercado de escoamento claramente identificado. As capacidades de produção começam geralmente por volta de 1 tonelada por hora e podem chegar a várias toneladas por hora. As potências instaladas situam-se frequentemente entre 90 e 250 kW por prensa, ou até mais para as unidades muito grandes.
Quanto custa uma prensa de pellets?
O preço de uma prensa de pellets varia bastante consoante a potência, a capacidade, o nível de automatização e a utilização pretendida. As prensas pequenas, destinadas a particulares ou a volumes reduzidos, têm preços muito mais acessíveis do que as prensas profissionais ou industriais. Por outro lado, uma linha completa de granulação representa um investimento maior, pois inclui várias etapas: trituração, secagem, transporte, granulação, arrefecimento e armazenamento. Por isso, o que importa não é só comparar o preço de compra de uma prensa, mas sim o custo total de produção do pellet: preparação da matéria-prima, energia, mão-de-obra, manutenção, transporte, armazenamento e mercado de escoamento.
É possível produzir pellets com qualquer tipo de biomassa?
Nem todos os materiais se compactam da mesma forma. Algumas biomassas compactam-se facilmente, enquanto outras exigem um ajuste preciso da humidade, da granulometria, da temperatura ou da taxa de compressão. A presença de fibras, lignina, minerais, poeira ou elementos abrasivos pode influenciar bastante o resultado. Antes de qualquer projeto industrial ou semi-industrial, recomenda-se, por isso, realizar estudos de caracterização e granulação: estes ensaios permitem verificar o âmbito de utilização do pellet, a viabilidade técnica, a produtividade esperada, a qualidade do pellet obtido e as eventuais adaptações a prever.
As limitações de uma prensa de pellets por si só
Uma prensa de pellets por si só pode ser suficiente quando o material já está seco, limpo, homogéneo e devidamente triturado. Por outro lado, atinge rapidamente os seus limites assim que o material está húmido, irregular ou disponível em vários locais. Na prática, os principais problemas que se verificam são os seguintes:
- material demasiado húmido;
- granulometria demasiado grossa;
- alimentação irregular;
- obstrução do canal;
- elevada proporção de partículas finas;
- pastilha quebradiça;
- volume inferior ao esperado;
- grande necessidade de manuseamento;
- dificuldade em transportar o material para uma unidade fixa.
É por isso que, para muitas fontes de biomassa, a questão não é só: «que prensa comprar?», mas sim: «onde e como transformar a matéria em boas condições?»
Linha fixa ou unidade móvel de granulação: qual é a diferença?
Uma linha fixa normalmente obriga a transportar a matéria-prima até ao local de produção. Esta solução pode fazer sentido para volumes grandes, regulares e geograficamente concentrados. Mas, em muitos casos, os depósitos estão dispersos, são demasiado pequenos, ou então a matéria-prima, por ser pouco densa ou húmida, pode sair cara de transportar em longas distâncias. A unidade móvel de granulação inverte essa lógica: em vez de levar a matéria-prima até à fábrica, leva a fábrica até à matéria-prima. Esta abordagem permite transformar localmente os recursos disponíveis no local em pellets mais densos, mais fáceis de armazenar, transportar e valorizar.
Proxipel: uma abordagem móvel à granulação
A Proxipel desenvolve unidades móveis de granulação capazes de transformar, no próprio local, biomassa lenhosa ou orgânica em pellets. Integrada num semirreboque, a unidade PROXIFLEX reúne as principais etapas do processo: trituração, secagem, granulação e arrefecimento.
O material é primeiro preparado com a ajuda de dois trituradores: um triturador de pré-tratamento e um triturador de acabamento, com uma potência de 45 kW cada. Permitem reduzir materiais com uma granulometria que pode chegar aos 50 mm em partículas de alguns milímetros, adequadas para a granulação. Depois de triturada, a matéria é encaminhada para um secador patenteado de alto desempenho. A temperatura ajusta-se automaticamente de acordo com a humidade do material a secar. Assim, a secagem é otimizada e demora menos de 2 minutos. O PROXIFLEX consegue, assim, processar materiais com até 50 % de humidade. A unidade está equipada com uma prensa industrial de 130 kW, com matriz anular de eixo horizontal. Garante uma produtividade média de cerca de 1 tonelada por hora para a madeira, variável consoante a natureza do material. À saída da prensa, os pellets são encaminhados para a saída por um transportador equipado com um crivo vibratório, que permite separar os pellets das partículas finas. Estas últimas são automaticamente reenviadas para a prensa, para serem reintegradas no processo. Compacta e móvel, a PROXIFLEX fica imediatamente operacional assim que for instalada no local. Não requer a ocupação permanente de espaço, nem licença de construção, nem estudo de impacto. Esta abordagem permite tratar o material diretamente no local onde se encontra, limitando o transporte de matérias-primas e facilitando a valorização local dos depósitos.
Conclusão: antes de comprares uma prensa de pellets, pensa no processo completo
A prensa de pellets é uma máquina essencial na produção de pellets, mas nem sempre é suficiente para garantir um resultado fiável. O sucesso de um projeto depende sobretudo da matéria-prima, da sua humidade, da granulometria, do rendimento pretendido e do mercado-alvo. Antes de investires numa prensa ou numa linha completa, é recomendável fazeres testes com a matéria-prima disponível e avaliares o custo total de produção. Em alguns casos, uma unidade móvel de granulação pode ser uma alternativa interessante, especialmente quando as fontes de matéria-prima estão dispersas ou quando o transporte da matéria-prima pesa bastante na economia do projeto.
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