PRODUCCIÓN DE BRIQUETAS Y PELLET: … menos una humedad de menor al 50%, ya que los procesos...
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PRODUCCIÓN DE BRIQUETAS Y PELLET: ASPECTOS TÉCNICOS.
Roger Moya, ITCR
INTRODUCCIÓN
Alta cantidad de residuos en el sector agrícola y forestal.
La industria forestal y agrícola ha buscado soluciones al problema de los residuos.
La utilización de la biomasa ha captado el interés de muchas industrias.
Pero realmente hay un conocimiento de los aspectos técnicos de la biomasa?
PREGUNTA BASE
Es posible industrializar y utilizar la biomasa?
1. Cual biomasa o especie?
2. Características de esta biomasa?
3. Disponibilidad (toneladas)?
4. Cual proceso?
1. CUAL BIOMASA O ESPECIE?
▪ Cultivos
▪ Residuos post-cosecha
▪ Desechos industriales
▪ Desechos urbanos (hay mucha gente y es de interés
muy político)
CULTIVOS ENERGÉTICOS
▪ Son aquellos cultivos creados exclusivamente para la producción de energía
▪ Su aprovechamiento puede ser de diferentes partes del cultivo (el fruto, la mata, el fuste u otras)
▪ Los cultivos típicos son: caña, árboles a diferentes densidades de siembra, tempate, coco, jatrofa, entre otros.
RESIDUOS AGRÍCOLAS Y FORESTALES LUEGO DE LA EXTRACCIÓN DEL PRODUCTO PRINCIPAL
Plantaciones forestales
Cultivo de la piña
Cultivo del maíz
Cultivos de flores
Cultivo de chile
Cultivo de naranja
DESECHOS DE PROCESOS INDUSTRIALES EN FABRICAS O PLANTELES INDUSTRIALES
▪ Broza de café,
▪ Aserraderos,
▪ Empacadores de piña,
▪ Producción de masa de maíz,
▪ Trapiches,
▪ Procesamiento del fruto de la palma aceitera
2. CARACTERÍSTICAS DE ESTA BIOMASA?
▪ Hay muchas especies que se pueden industrializar.
▪ La madera es el tipo de biomasa ideal, debido a que
presenta un contenido de cenizas menor al 2% y una
humedad menor al 50%, y “bajas emisiones”.
Variación del contenido de humedad en las diferentes cultivos
Etapa Arundo Caña bravaZacate
giganteBambú Sorgo
Cosecha 59,96B 57,27B 81,00A 43,41C 83,50A
En general se menciona que para tener un buen cultivo para energía se necesita de al menos una humedad de menor al 50%, ya que los procesos (calderas y secadoras) de biomasa están adaptados a esa condición.
EL INDUSTRIAL HACE REFERENCIA A 18500 KJ/KG, PERO A LA CENIZA SE LE DA IMPORTANCIA
EMISIONES
Esquema del sistema experimental del quemador construido para la
evaluación energética de los pellets.
CARACTERÍSTICAS DURANTE EL QUEMADO
Crops
Mass pellet
flue
(kg/hours)
Residual
mass
(%)
Ash content of
residual mass
(%)
Temperature
of flame stove
(C)
Temperature
in flue gas
(C)
Arundo donax-AD 2.8BC 4.05B 80A 518B 270B
Cupressus lusitanica-CL 3.1AB 1.78D 71A 590A 310A
Elaeis guineensis-EFB 3.1AB 4.06B 67B 544B 284B
Elaeis guineensis-OPMF 3.4A 3.71BC 68B 613A 322A
Gynerium sagittatum-GS 2.9ABC 3.76BC 44C 473C 232CD
Pennisetum purpureun-PP 2.5CDE 6.26A 67B 396F 203E
Phyllostachys aurea-PA 2.7DE 2.21BC 64B 401EF 205E
Saccharum officinarum-SO 2.7BC 2.98BC 46C 449CD 245C
Sorghum bicolor-SB 2.9ABC 0.36E 78A 436D 225D
Tectona grandis-TG 2.1E 2.27BC 63B 431DEF 222D
Consumo de pellets, características de las cenizas y temperaturas en las pruebas de quemado de pellets
producidos con 10 cultivos agrícolas y forestales en Costa Rica.
Coeficiente de variación de la
temperatura de la llama del
quemador y temperatura de
flujo de gases y ejemplo de
variación presentada en una
corrida de C. lusitanica y T.
grandis
Eficiencia de pellets fabricados con 10 cultivos agricolas y forestales en
Costa Rica
Aspecto físico del material residual luego de una hora de
quemado de pellets
3. DISPONIBILIDAD DE BIOMASA
RecursoPotencial bruto
(Ton/año)
Potencial disponible
para la producción de
energía (Ton/año)
Residuo seco
Energía disponible
(kJ)
Energía disponible
(TJ)
Rastrojo de piña 5750000 5750000 8.15E+13 8.15E+04
Cascarilla de
coquito44442 19163 4.12E+11 4.12E+02
Fibra de mesocarpio 106661 0 0.00E+00 0.00E+00
Pinzote de palma 177768 177768 3.09E+12 3.09E+03
Madera 335837 64971 1.21E+12 1.21E+03
Cascarilla de arroz 68026 46428 6.42E+11 6.42E+02
Broza de café 231881 229562 3.89E+12 3.89E+03
Cascarilla de café 24026 2379 4.27E+10 4.27E+01
Pinzote de banano 292654 202809 2.73E+12 2.73E+03
Caña de azúcar
TIPOS DE BIOMASA
Recurso Tipo de dueño Uso actual Disposición ceder o vender
Rastrojo de piña Grande y mediano no si
Cascarilla de coquito Mediano y pequeño no Si pero $
Fibra de mesocarpio Grande Energía en la planta No
Pinzote de palma Grande Energía en la planta No
Madera medianos poco Si pero $
Cascarilla de arroz Grande Energía en la planta No
Broza de café Grande y medianos No Si
Cascarilla de café Grande y medianos Energía en la planta No
Pinzote de banano Grande y mediano No Si pero $
Caña de azúcar Grande Energía en la planta no
4. PROCESO DE PRODUCCIÓN DE BIOMASA
CONDICIÓN DE ALMACENAMIENTO
CONDICIÓN DE ALMACENAMIENTO Recurso Disposición Cosechar Factibilidad de recoger
Rastrojo de piña En campo, alta densidad siSi pero hay que sopesar la
parte económica
Cascarilla de coquito Almacenamiento en la industria - Si
Fibra de mesocarpio Almacenamiento en la industria - Si
Pinzote de palma Almacenamiento en la industria - Si
Madera (campo) En campo y disperso -Si pero hay que sopesar la
parte económica
Madera (industria) Almacenamiento en la industria -Si, de hecho es el residuo de
más uso
Cascarilla de arroz Almacenamiento en la industria - Si
Broza de café Almacenamiento en la industria No Si, va por buen camino
Cascarilla de café Almacenamiento en la industria - Si
Pinzote de banano Almacenamiento en la industria - Si
Caña de azúcar Almacenamiento en la industria - Si
ASPECTOS FUNDAMENTALES EN COSECHA
▪ En general se busca que se coseche o
triturar a bajo costo.
▪ Cosechadoras/Astilladoras
▪ Es importante aumentar la densidad
aparente.
▪ Los volúmenes a cosechar y transportar
TRANSPORTE
▪ En el caso de Costa Rica es el factor determinante de
para el aprovechamiento de la biomasa.
▪ No se puede usar transporte articulado en algunas
regiones.
▪ El problema de la densidad aparente y la cantidad de
agua que se transporta sin una utilización.
BROZA DE CAFÉ
▪ El problema de la humedad
▪ Emisiones de mucho cuidado
▪ Hay que pensar en el proceso industrial y sobre todo el
secado
▪ Este proceso debe ser por extracción de agua de forma mecánica en una primera etapa.
BRIQUETAS
EVALUACIÓN DE PELLETS Y BRIQUETAS DE BROZA
Tipo de
producto
Poder Calórico (kJ/Kg) Cenizas
(%)
Contenido de humedad
(% )
Briquetas 12501A 8.68A 11.40A
Pellets 11591A 6.74ª 10.10A
Características energéticas de briquetas y pellets fabricados con broza de café.
Características Briquetas Pellets
Dimensiones _Largo (mm) Diámetro(mm)
20.3 6,12
Densidad (kg/m3) 1110A 1300A
Densidad aparente (kg/m3) 1000A 600B
Absorción de humedad (%) 7.90A 8.10A
Friabilidad 0.95
Características físicas de las briquetas y los pellets fabricados con broza de café.
RASTROJO DE PIÑA
▪ “Ya tengo la solución”
▪ “Utilización como biomasa” NO!!!!!!
GRACIAS!!