Estudio de la condesnación fraccionada de los gases de pirólisis de cisco de café

Abstract

Se hicieron experimentos de condensación de vapores pirolíticos de cisco de café en un sistema de condensación fraccionada de dos etapas, con temperaturas de condensación de 80 y 0 °C respectivamente. Se probaron condensadores de tres materiales con diferentes energías superficiales, con el fin de observar su efecto en el rendimiento y composición del bioaceite, utilizando las técnicas de GC/MS, FTIR y titulación Karl Fischer en las fracciones líquidas obtenidas. Los rendimientos de bioaceite por unidad de área obtenidos fueron proporcionales a la energía de la superficie de condensación, lo que se atribuye a la mayor mojabilidad de estas superficies que afecta el tamaño crítico de las gotas durante la condensación. En ambas etapas, se obtuvieron fracciones con diferentes características: el líquido condensado a 80 °C tuvo una menor humedad y fue abundante en fenoles y azúcares, mientras que la condensada a 0 °C fue rica en compuestos más livianos como ácidos y cetonas, lo que le brindan potencial para la refinación de biocombustibles. Aunque no hubo diferencias significativas en las composiciones de las fracciones condensadas en diferentes superficies, el uso de materiales de baja energía superficial podría ser beneficioso en el diseño de nuevos sistemas de colección de bioaceite, debido a sus mejores tasas de condensación. Finalmente, a partir de un modelo de transferencia de calor para la condensación por película de gases de pirólisis, se diseñó un sistema de condensación fraccionada para un reactor de lecho fluidizado de escala semiindustrial. (texto tomado de la fuente)

Coffee is the major crop produced in Colombia, making it worthwhile to investigate ways to put its wastes to effective use, to improve the industry competitiveness. In this work, coffee husk pyrolysis vapor condensation experiments were performed in a two-stage condensation system, with condenser temperatures of 80 °C and 0°C. Three different condenser surface materials of varying surface energy were tested to observe their effect on bio-oil yields and composition, using GC/MS, FTIR spectroscopy and Karl Fischer in the obtained fractions. Bio-oil yields per unit area were found to be proportional to the condensation surface energy, attributed to the higher surface wettability effect on critical drop size during condensation. In both stages, fractions with different characteristics were obtained: the liquid condensed at 80°C had a much lower water content and was abundant in phenols and sugars, while the one condensed at 0 °C was rich in lighter compounds like acids and ketones, giving the first stage fraction potential for further refining into biofuels. Although there were no noticeable differences in the compositions of the fractions condensed on different surfaces, the use of low energy materials could be beneficial in the design of new bio-oil collection systems, owing to the improved rate of condensation.