Caracterización de residuos agroindustriales para su aprovechamiento energético mediante procesos térmicos

M. A. SAFFE; A. FERNANDEZ; M. CASTRO; G. D. MAZZA; R. A. RODRÍGUEZ

San Fernando del Valle de Catamarca

Simposio; I Simposio de uso de residuos agropecuarios y agroindustriales del NOA y Cuyo en la Argentina; 2016

INTA - CONICET - Universidades Nacionales de Catamarca, Salta, La Rioja, Santiago del Estero,... otras.

Dentro de las fuentes de energía renovables se puede mencionar la biomasa residual. Las tecnologías más desarrolladas para la obtención de energía o combustibles son: pirólisis, gasificación y combustión. Sus rendimientos dependen del tipo de biomasa, por lo cual es imprescindible realizar una caracterización físico-química. Además, para comprender la conversión térmica de estos residuos lignocelulósicos, resulta esencial la determinación de análisis inmediato y elemental, al igual que los constituyentes orgánicos bases de la biomasa; celulosa, hemicelulosa y lignina.El presente trabajo tiene por objetivo determinar si el análisis termogravimétrico se puede utilizar como una herramienta eficaz para estimar los parámetros analíticos habituales requeridos para una caracterización de combustible sólido: análisis elemental, análisis inmediato y la relación hemicelulosa/celulosa/lignina, parámetros de mayor importancia ya que afectan a la cinética de degradación durante los procesos térmicos.Se realizó el análisis termogravimétrico en un analizador térmico DTG-60/DTA-TG.SHIMADZU, desde los 30°C hasta los 900°C en atmósfera inerte y luego a 800°C usando aire. Después de que el peso se mantuvo constante, el sistema fue cerrado. Se utilizaron 12 mg para cada residuo (orujo, escobajo, aserrín y carozos de durazno). El análisis inmediato se obtuvo a partir de las curvas de TGA y DTG. El análisis elemental fue calculado por las correlaciones empíricas propuestas por Parikh J., Channiwala S. y Ghosal G. (2005). El contenido lignocelulósico fue determinado por integración de las curvas de DTGdeconvolucionadas. Las mismas se deconvolucionaron usando Origin 8.6 y se integraron por Mathcad 1.5.También se realizó el análisis inmediato, elemental y se determinó el contenido lignocelulósico usando las de técnicas analíticas estándares (ASTM D3173-87, ASTM D3172-89 (02), ASTM D1106-56, ASTM D1103-60)El contenido de humedad varió entre 1.3wt% (aserrín) y 8.38tw% (orujo), estos valores indican que dichos residuos no deben ser pre-tratados para llevar a cabo el proceso de gasificación. Los residuos analizados presentan bajos contenidos de cenizas siendo el mayor de 10.6tw%(escobajo). Este aspecto tendrá un importante impacto en la cantidad de cenizas volantes y de fondo que se obtendrán del proceso.  El alto contenido de celulosa presente en el aserrín (42.96%) y en los carozos de durazno (31.485%) sugieren que estos residuos sean aprovechados mediante el proceso de gasificación o combustión,  mientras que los orujos y escobajos al tener mayor cantidad de lignina deberían tratarse pirolíticamente.Los resultados obtenidos por TGA son similares a los resultados obtenidos utilizando las técnicas normalizadas (ASTM). Debido a que el error promedio es de3.8% se puede concluir que esta metodología permite la determinación aproximada de los principales parámetros necesarios para la operación industrial en muy corto tiempo.