Caracterización térmica de biorresiduos Ananas comosus, Musa AAB Simmonds, Solanum tuberosum para conocer su potencial energético y tiempo de vida útil

Abstract

Se caracterizaron las propiedades térmicas en la segunda etapa de la degradación térmica (pirólisis) de la cascara de piña, papa y plátano, mediante el estudio de estabilidad térmica, transiciones de fase y compuestos volátiles, a partir de la aplicación de la técnica de termogravimetría, calorimetría diferencial de barrido y espectrometría de masas. Por último, se calcularon las energías de activación correspondientes a las reacciones químicas de la degradación, mediante la aplicación de los modelos matemáticos Friedman, Coats and Redfern, Kas y Starink; y cálculo del tiempo de volatilización mediante el modelo matemático de Flynn and Wall y la ecuación de tiempo de vida de Toops. La investigación indicó que en la segunda etapa de degradación térmica se rompen enlaces de la celulosa, hemicelulosa y lignina por el efecto del calor, formando compuestos volátiles como dióxido de carbono, metano, monóxido de carbono, nitrógeno y grupo OH. Las energías de activación encontradas en las cáscaras varía en cada modelo, sin embargo, los mejores ajustes fueron del modelo Coats and Redfern y el modelo KAS ya que se pudieron obtener ajustes lineales sin mayor problema. El tiempo de volatilización comprendió valores promedios de 14,5 min para la piña, 13.4 min para la papa y 14,15 min para el plátano. En conclusión, En conclusión, se encontró que la cáscara de piña presenta mejores condiciones fisicoquímicas, térmicas, junto con las energías de activación más bajas, para generar compuestos volátiles con el fin de ser usada en un proceso de conversión termoquímica con un buen potencial en generación de energía.

//Abstract: The thermal properties in the second stage of thermal degradation (pyrolysis) of the pineapple, potato and banana peel are characterized by the study of thermal stability, phase transitions and volatile compounds, based on the application of the thermogravimetry technique , differential scanning calorimetry and mass spectrometry. Finally, calculate the activation energies corresponding to the chemical reactions of the degradation, by applying the mathematical models Friedman, Coats and Redfern, Kas and Starink; and calculation of the volatilization time using the mathematical model of Flynn and Wall and the Toops life time equation. The research indicated in the second stage of thermal degradation breaks cellulose, hemicellulose and lignin bonds by the effect of heat, forming volatile compounds such as carbon dioxide, methane, carbon monoxide, nitrogen and OH group. The activation energies found in the modification shells in each model, however, the best adjustments were from the Coats and Redfern model and the KAS model since linear adjustments can be obtained without major problem. The volatilization time includes average values ​​of 14.5 minutes for pineapple, 13.4 minutes for potatoes and 14.15 minutes for bananas. In conclusion, In conclusion, it was found that pineapple peel has better physicochemical, thermal conditions, along with lower activation energies, to generate volatile compounds in order to be used in a thermochemical conversion process with good potential in energy generation.