Aprovechamiento del bagazo de la caña procedente de la industria panelera, a través del tratamiento hidrotermal

Abstract

El desarrollo sostenible del planeta se enfrenta a amenazas por el agotamiento de los recursos fósiles, con el fin de buscar alternativas que contrarresten las problemáticas generadas por la demanda de energía y materias primas, se ha optado por aprovechar una de las fuentes renovables más abundantes, la biomasa. Colombia, por sus condiciones agroclimáticas se destaca por producir grandes cantidades de biomasa residual. La producción panelera es la segunda agroindustria de mayor importancia social en el país; la caña de azúcar genera alrededor de 7 millones de toneladas anuales de biomasa. Teniendo en cuenta el contexto anterior, el objetivo de este trabajo fue evaluar las condiciones y parámetros de operación en un sistema hidrotermal para la obtención de productos sólidos y productos químicos. Por este motivo, se realizó un estudio experimental a escala laboratorio de un sistema de reacción de carbonización hidrotermal (HTC), en donde se seleccionaron las temperaturas favorables según la literatura y una estimación preliminar del sistema de reacción, para así evaluar los parámetros: tamaño de partícula y relación biomasa agua en la producción de hidrocarbones y productos químicos de valor agregado presentes en la fase acuosa del proceso hidrotermal. A partir de los productos obtenidos en las reacciones de conversión hidrotermal, se determinaron las condiciones en las que se obtuvieron los mayores rendimientos de los químicos plataforma, presentes en la fase acuosa; estos parámetros fueron: en una relación biomasa: agua 1:50, temperatura 220 °C, tamaño de partícula 212 µm, tiempo de residencia 1 h y presión autogenerada, con lo cual se obtuvo un rendimiento del 43,015% en base seca de productos acuosos. Así mismo, las condiciones de operación en la cuales se obtuvieron hidrocarbones con mayores contenidos de carbono y morfológicamente más porosas con respecto a la biomasa de partida fueron: relación biomasa agua 1:50, temperatura de reacción 260 °C, tamaño de partícula 600 µm, tiempo de residencia 1 h, y presión autogenerada. El mayor porcentaje de conversión de producto sólido en base seca fue de 85,85% con un tamaño de partícula de 106 µm y las condiciones descritas anteriormente. (Texto tomado de la fuente).

The sustainable development of the planet is facing threats due to the depletion of fossil resources. To find alternatives to counteract the problems generated by the demand for energy and raw materials, it has been decided to take advantage of one of the most abundant renewable sources, biomass. Colombia, due to its agroclimatic conditions, stands out for producing large quantities of residual biomass. Sugarcane production is the second most socially important agroindustry in the country; sugarcane generates around 7 million tons of biomass per year. Considering the above context, the objective of this work was to evaluate the operating conditions and parameters in a hydrothermal system for obtaining solid products and chemical products. For this reason, an experimental study was carried out at the laboratory scale of a hydrothermal carbonization reaction system (HTC), where favorable temperatures were selected according to the literature and a preliminary estimation of the reaction system was made to evaluate the parameters: particle size and biomass water ratio in the production of hydrocarbons and value-added chemical products present in the aqueous phase of the hydrothermal process. From the products obtained in the hydrothermal conversion reactions, the conditions under which the highest yields of the platform chemicals present in the aqueous phase were obtained were determined; these parameters were: biomass: water ratio 1:50, temperature 220 °C, particle size 212 µm, residence time 1 h, and self-generated pressure, with which a yield of 43,015% was obtained on a dry basis of aqueous products. Likewise, the operating conditions under which hydrocarbons with higher carbon contents and morphologically more porous with respect to the starting biomass were obtained were: biomass water ratio 1:50, reaction temperature 260 °C, particle size 600 µm, residence time 1 h, and self-generated pressure. The highest percentage conversion of solid product on a dry basis was 85.85% with a particle size of 106 µm and the conditions described above.