Palabras clave
rayos X
perfiles de densidad
compresión
Cómo citar
Resumen
La torrefacción y peletización se han estudiado en la generación de calor a partir de residuos lignocelulósicos, para incrementar las propiedades energéticas del material. El objetivo del presente trabajo fue torrefaccionar aserrín de Gmelina arborea y Dipteryx panamensis a 200 °C en tres tiempos: 0, 15 y 20 minutos. Con las biomasas obtenidas se fabricaron pellets de 6 mm de diámetro y se evaluaron sus propiedades físicas, el poder calórico, la densidad y la propiedad mecánica de resistencia a la compresión. Ambas especies presentaron características físicas similares con respecto al diámetro (0.50 mm), longitud (21.50 mm) y porcentaje de absorción de agua (6.00 %). El poder calórico aumentó de 9,749 kJ·kg-1 en la biomasa sin torrefaccionar a 18,126 kJ·kg-1 en la biomasa torrefaccionada. Los pellets de D. panamesis presentaron mayor densidad y resistencia a la compresión que los de G. arborea. Con base en los resultados, la resistencia a la compresión del pellet disminuye cuando el tiempo de torrefacción aumenta. Existe correlación positiva entre la densidad de los pellets y la resistencia a la compresión. La especie D. panamensis presenta mejor comportamiento a la torrefacción y peletización que la madera de G. arborea.
Citas
Aarseth, K. A., & Prestlokken, E. (2003). Mechanical properties of feed pellets: Weibull analysis. Biosystems Engineering, 84, 349-361. doi: https://doi.org/10.1016/S1537-5110(02)00264-7
Ahn, B. J., Chang, H. S., Lee, S. M., Choi, D. H., Cho, S. T., Han, G. S., & Yang, I. (2014). Effect of binders on the durability of wood pellets fabricated from Larix kaemferi C. and Liriodendron tulipifera L. sawdust. Renewable Energy, 62, 18-23. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2013.06.038
American Society for Testing and Materials (ASTM). (2003). D 5865-04 Standard test method for gross calorific value of coal and coke. Philadelphia, USA: ASTM International.
Aragón-Garita, S., Moya, R., Bond, B., Valaert, J., & Tomazello, F. M. (2016). Production and quality analysis of pellets manufactured from five potential energy crops in the Northern Region of Costa Rica. Biomass and Bioenergy, 87, 84-95. doi: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2016.02.006
Arias, B., Pevida, C., Fermoso, J., Plaza, M. G., Rubiera, F., & Pis, J. J. (2008). Influence of torrefaction on the grindability and reactivity of woody biomass. Fuel Processing Technology, 89(2), 169-175. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2007.09.002
Bahng, M., Mukarakate, C., Robichaud, D., & Nimlos, M. (2009). Current technologies for analysis of biomass thermochemical processing. Analytica Chimical Acta, 651, 117-138. doi: https://doi.org/10.1016/j.aca.2009.08.016
Cao, L., Yuan, X., Li, H., Li, C., Xiao, Z., Jiang, L., & Zeng, G. (2015). Complementary effects of torrefaction and co-pelletization: Energy consumption and characteristics of pellets. Bioresource Technology, 185, 254-262. doi: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.02.045
Carone, M. T., Pantaleo, A., & Pellerano, A. (2011). Influence of process parameters and biomass characteristics on the durability of pellets from the pruning residues of Olea europaea L. Biomass and Bioenergy, 35(1), 402-410. doi: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2010.08.052
Castellano, J. M., Gómez, M., Fernández, M., Esteban, L. S., & Carrasco, J. E. (2015). Study on the effects of raw materials composition and pelletization conditions on the quality and properties of pellets obtained from different woody and non woody biomasses. Fuel, 139, 629-636. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.09.033
Chen, W., Peng, J., & Bi, X. (2015). A state-of-the art review of biomass torrefaction, densifiation and applications. Renewable and Sustainable Energy Rewiews, 44, 847-866. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.12.039
Fasina, O. (2008). Physical properties of peanut hull pellets. Bioresource Technology, 99(5), 1259-1266. doi: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.02.041
Ferro, D., Beatón, P., & Zanzi, R. (2009). Torrefacción de biomasa densificada. Tecnología Química, 29, 180-186. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=445543761022
Filbakk, T., Skjevrak, G., Høibø, O., Dibdiakova, J., & Jirjis, R. (2011). The influence of storage and drying methods for Scots pine raw material on mechanical pellet properties and production parameters. Fuel Processing Technology, 92, 871–878. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2010.12.001
InfoStat (2014). Manual del usuario. Argentina: Universidad Nacional de Córdoba.
Li, H., Liu, X., Legros, R., Bi, X. T., Lim, C., & Sokhansanj, S. (2012). Pelletization of torrefied sawdust and properties of torrefied pellets. Applied Energy, 93, 680- 685. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.01.002
Mani, S., Tabil, L. G., & Sokhansanj, S. (2003). An overview of compaction of biomass grinds. Powder Handling & Processing, 15, 160-168. https://www.researchgate.net/publication/230704670_An_overview_of_compaction_of_biomass_grinds
Moya, R., & Tenorio, C. (2013). Fuelwood characteristics and its relation with extractives and chemical properties of ten fast growth species in Costa Rica. Biomass and Bioenergy, 56, 14-21. doi: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2013.04.013
Peng, J. H., Bi, H. T., Jim, C. L., & Sokhansanj, S. (2013). Study on density, hardness, and moisture uptake of torrefied wood pellets. Energy & Fuels, 27(2), 967-974. doi: https://doi.org/10.1021/ef301928q
Petit, B., & Montagnini, F. (2004). Growth equations and rotation ages of ten native tree species in mixed and pure plantations in the humid neotropics. Forest Ecology and Management, 199(2), 243-257. doi: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2004.05.039
Quirino, W. F., de Oliveira, P. I. V., de Oliveira, M. A. C., de Souza, F., & Tomazello, F. M. (2012). Densitometria de raios x na análise da qualidade de briquetes de resíduos de madeira X Ray densitometry for waste wood briquetts analysis. Scientia Forestalis, 40(96), 525- 536. http://www.ipef.br/publicacoes/scientia/nr96/cap11.pdf
Stelte, W., Sanadi, A. R., Shang, L., Holm, J. K., Ahrenfeldt, J., & Henriksen, U. B. (2012). Recent developments in biomass pelletization–A review. BioResources, 7(3), 4451-4490. doi: https://doi.org/10.15376/biores.7.3.4451-4490
Tenorio, C., & Moya, R. (2012). Evaluation of different approaches for the drying of lignocellulose residues. BioResources, 7(3), 3500-3514. doi: https://doi.org/10.15376/biores.7.3.3500-3514
Tenorio, C., Moya, R., Salas, C., & Berrocal, A. (2016). Evaluation of wood properties from six native species of forest plantations in Costa Rica. Bosque, 37(1), 71-84. doi: https://doi.org/10.4067/S0717-92002016000100008
Tenorio, C., Moya, R., Tomazello, F. M., & Valaert, J. (2015). Application of the X-ray densitometry in the evaluation of the quality and mechanical properties of biomass pellets. Fuel Processing Technology, 132, 62-83. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.12.040
Van der Stelt, M. J. C., Gerhauser, H., Kiel, J. H. A., & Ptasinski, K. J. (2011). Biomass upgrading by torrefaction for the production of biofuels: A review. Biomass Bioenergy, 35, 3748-3762. doi: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2011.06.023
Wang, C., Peng, J., Li, H., Bi, X., Legros, R., Lim, C., & Sokhansanj, C. (2013). Oxidative torrefaction of biomass residues and densification of torrefied sawdust to pellets. Bioresource Technology, 127, 318-325. doi: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.09.092
Wu, M. R., Schott, D. L., & Lodewijks, G. (2011). Physical properties of solid biomass. Biomass Bioenergy, 35, 2093-2105. doi: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2011.02.020
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
Derechos de autor 2016 Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente