Caracterización y clasificación del bagazo y RAC de caña de azúcar, según índices de comportamiento a partir de su composición química elemental

Corresponde a un trabajo técnico presentado en el XII Congreso de Tecnicaña 2022

Resumen

          En la actualidad existe una tendencia creciente del uso de energías renovables para la producción de energía limpia con el fin de mitigar los efectos del cambio climático. El objetivo de este estudio fue caracterizar físico, química y energéticamente el bagazo de caña de azúcar y el residuo agrícola de cosecha de caña de Tucumán, Argentina. Se realizó, además, una clasificación de estas biomasas por medio del diagrama de Van Krevelen y de un diagrama ternario C-H-O. Para ello se analizaron 20 muestras por duplicado de la zafra 2019, según normas estandarizadas. Se realizaron análisis inmediatos, composición química elemental, poder calorífico superior (PCS) y fusibilidad de cenizas, y se determinaron las relaciones molares, oxígeno/carbono (O/C) e hidrógeno/carbono (H/C) para la confección de los diagramas mencionados. El bagazo mostró menor porcentaje de cenizas (4,93% base seca) en relación al RAC (12,36%), mayor contenido de sólidos volátiles (77,93% base seca) y mayor PCS (17.893 kJ/kg base seca). Las relaciones molares resultaron en promedio de O/C= 0,89 H/C = 1,83 para bagazo y O/C= 0,86 y H/C= 1,58 para RAC. Estas relaciones se encuentran dentro de los valores observados en bibliografía para estas biomasas combustibles. Las biomasas estudiadas se ubican en la parte superior del diagrama, presentando mayores relaciones O/C y H/C que la madera. Se recomienda estudiar la cinética de los procesos de pirólisis y gasificación de estas biomasas.

ABSTRACT

Tucumán sugar cane by-products: characterization and classification of bagasse and RAC according to oxygen and hydrogen indices

          Currently, there is a growing trend of using renewable energies for the production of clean energy, in order to mitigate the effects of climate change. The objective of this study was to physically, chemically and energetically characterize sugarcane bagasse and agricultural sugarcane harvest residue, from Tucumán, Argentina. Furthermore, carry out a classification of these biomasses using the Van Krevelen diagram and a ternary C-H-O diagram. To do this, 20 duplicate samples from the 2019 harvest were analyzed, according to standardized norms. Immediate analyzes were carried out, elemental chemical composition, higher heating value (PCS), ash fusibility and the molar ratios, oxygen/carbon (O/C) and hydrogen/carbon (H/C) were determined to prepare the diagrams mentioned. The bagasse showed a lower percentage of ash (4.93% dry basis) in relation to the RAC (12.36%), a higher content of volatile solids (77.93% dry basis) and a higher PCS (17,893 kJ/kg dry basis). The molar ratios resulted in an average of O/C = 0.89 and H/C = 1.83 for bagasse and O/C = 0.86 and H/C = 1.58 for RAC. These relationships are within the values observed in the literature for these fuel biomasses. The biomasses studied are located at the top of the diagram, presenting higher O/C and H/C ratios than wood. It is recommended to study the kinetics of the pyrolysis and gasification processes of these biomasses.