Aproveitamento de resíduos agroindustriais: caracterização físico–química e produção de carvão para energia

Abstract

El carbón vegetal tiene gran participación en el mercado brasileño y es consumido actualmente en su mayoría por la industria de hierro fundido. Aunque su producción tradicional es a partir de madera, otras fuentes como la biomasa pueden ser utilizadas como materia prima. El objetivo de este trabajo fue producir carbón vegetal a partir de cáscara de coco, tuza de maíz y corteza de eucalipto, como alternativa para sustituir el carbón vegetal producido a partir de madera nativa y utilizado como fuente de energía en la industria. Se utilizaron cinco temperaturas de pirolisis: 300, 350, 400, 450 y 500°C. Todos los materiales se caracterizaron mediante análisis próximo, poder calorífico superior (PCS), composición química, termogravimetria (TG), termogravimetria derivada (DTG) y espectroscopia en el infrarrojo (FTIR). Las muestras después de la pirolisis se compararon con la biomasa in natura para evaluar los cambios en las características del combustible. En los resultados de análisis próximo se observó, para todos los tipos de biomasa, un aumento estadísticamente significativo en el contenido de carbono fijo, y consecuente disminución en el contenido de materiales volátiles, con el aumento de la temperatura. El aumento en el PCS de los carbones probablemente se debió al hecho del contenido de carbono fijo haber aumentado después de las pirolisis. Los resultados de composición química y rendimiento gravimétrico (RG) mostraron que cuanto mayor el contenido de lignina y celulosa en la biomasa in natura, mayor fue el RG de los carbones para todas las temperaturas utilizadas. Las temperaturas de 300-350°C fueron suficientes para producir carbón vegetal con RG superior al 34% con posible aplicación residencial. La producción de carbón vegetal con posible uso industrial (metalúrgico) necesitó temperaturas superiores a los 400°C dependiendo del tipo de biomasa, pero obtuvieron RG inferiores al 30%. Se comprobó que los carbones producidos a 450 y 500°C tuvieron el mayor PCS pero con bajo RG y rendimiento energético (RE). Las curvas de DTG y FTIR permitieron comprobar la degradación de la hemicelulosa y la celulosa en los carbones producidos.