Evaluación de alternativas para la obtención de pellets de la biomasa del cardo (Cynara cardunculus var. altilis)

BRESO, ANA BELÉN; MANCINI, MICAELA; RÚA, FEDERICO; CRAVERO, VANINA

Congreso; XXV Congreso y XLIII Reunión Anual de Sociedad de Biología de Rosario; 2023

Los biocombustibles sólidos ofrecen seguridad energética y son capaces de satisfacer la demanda de calor y electricidad reduciendo las emisiones de gases de efectos invernaderos. Además, permiten desarrollar sistemas de suministros energéticos a nivel hogar y a escalas mayores, con alcances locales, regionales y hasta globales. En ensayos previos, se determinaron parámetros relacionados al potencial energético de la biomasa de cardo molido, obteniéndose un alto potencial para la producción de energía térmica, pero, como factor negativo, se observó la baja densidad de la biomasa. Por este motivo, se planteó evaluar la posibilidad de pelletizar la biomasa a fin de aumentar la densidad y convertirla en una fuente energética más rentable para ser utilizada como combustible sólido. El objetivo del estudio fue determinar la longitud y humedad óptima del pellets de cardo (Cynara cardunculus var. altilis) para lograr la mayor durabilidad mecánica y producción. Para este estudio se utilizó biomasa molida de cardo, el cual fue densificado durante el proceso de pelletizado. Se consideraron tres variables: longitud de la matriz de la pelletizadora (29 mm, 34 mm y 41 mm), humedad de la materia prima (13 % y 17%) y velocidad de alimentación del sistema (16 Hz y 45 Hz). El diámetro de los pellets se mantuvo fijo en 6 mm. Se obtuvieron cinco tipos de pellets, los cuales fueron caracterizados según su durabilidad mecánica (resistencia del pellets cuando es sometido a un esfuerzo mecánico como el golpeteo, expresado en %) y su producción (kg/h): Pellet 1 (P1): (29 mm, 13 % y 45 Hz), pellet 2 (P2): (29 mm, 17 % y 45 Hz), pellet 3 (P3): (34 mm, 17 % y 45 Hz), pellet 4 (P4): (41 mm, 17 % y 45 Hz) y pellet 5 (P5): (29 mm, 17 % y 16 Hz). En P1 se observó una gran pérdida de humedad en los pellets a medida que fue transcurriendo el tiempo (aumento de temperatura en la matríz), influyendo negativamente en su dureza. Se incorporó manualmente pequeñas cantidades de agua directamente sobre la pelletizadora, y de esta manera se obtuvieron pellets de muy buena calidad (95,96%) y producción de 10,1 kg/h. Los P2 contenían una gran cantidad de humedad afectando negativamente en la durabilidad (< del 95 %), la producción fue de 11,8 kg/h. En P3 y P4 no fue posible obtener producto alguno debido a la alta resistencia de la materia prima a pasar por la matriz. Bajo las condiciones de P5, se obtuvo un pellet de una calidad superior en cuanto a la durabilidad mecánica (98,97 %) pero de menor producción (4,7 kg/h). Como conclusión se plantea que, para esta biomasa, el mejor resultado se observó con la matriz de menor longitud (29 mm), tanto para la durabilidad mecánica, como para la producción. Con respecto a la alimentación del sistema, se obtuvo mejor dureza a 16 Hz debido a que el tiempo de la biomasa en la matriz fue el adecuado para que se evapore el agua y se logre aglutinar el producto final, aunque esto sea en detrimento de la producción. Los P1 y P5 obtenidos alcanzaron las características necesarias para ser considerados dentro de la categoría B según la norma ISO, la cual permite su utilización a nivel industrial.