Evaluación del sorgo fibroso como combustible alternativo en calderas de bagazo en Tucumán, Argentina.

Trabajo presentado en el XXXII ISSCT Centennial Congress, 24 al 28 de agosto de 2025, Cali, Colombia, traducido al castellano.

Resumen

          Para optimizar la matriz energética en los ingenios azucareros, es fundamental analizar la viabilidad técnica de incorporar nuevas fuentes de biomasa en los sistemas de combustión. A fin de evaluar el sorgo fibroso como combustible alternativo en calderas de bagazo y compararlo con biomasas típicas de la región, se analizaron 15 muestras de un híbrido comercial tipo Silero (alto contenido de fibra), 15 muestras de bagazo de ingenios azucareros y 15 muestras de residuo agrícola de la cosecha (RAC). La caracterización del sorgo fibroso revela parámetros energéticos similares a los del bagazo y el RAC. El sorgo presenta un alto riesgo de escorificación (slagging), ya que su índice característico R_B/A fue mayor que 0,75. Todas las biomasas presentarían riesgo de sinterización (IS), dado que el índice se encuentra por debajo de 2. Todos los materiales superarían visiblemente el valor umbral para el índice de ensuciamiento (AI), lo que indica un riesgo de ensuciamiento, aunque el sorgo mostraría un menor impacto en comparación con el bagazo (15,87 < 36,27). Los análisis de fusibilidad de las cenizas del sorgo indicaron puntos de fusión bajos en comparación con el bagazo, probablemente debido al mayor contenido de K₂O (27,10%), por lo que su uso como combustible alternativo solo podría realizarse en mezclas con bagazo. Se encontraron comportamientos aceptables para mezclas de 20% de sorgo / 80% de bagazo; con estas proporciones se lograrían temperaturas de fusibilidad de cenizas más convenientes para evitar inconvenientes en el interior de la caldera y el haz tubular.

ABSTRACT

Evaluation of fibrous sorghum for as an alternative fuel in bagasse boilers in Tucumán, Argentina

          To optimize the energy matrix in sugar mills, analyzing the technical feasibility of incorporating new biomass sources into combustion systems is essential. In order to evaluate fibrous sorghum as an alternative fuel in bagasse boilers and compare it with typical biomasses from the region, 15 samples of a commercial Silage-type hybrid (high fiber content), 15 samples of sugarcane bagasse, and 15 samples of agricultural harvesting residue (RAC) were analyzed. The characterization of fibrous sorghum reveals energy parameters similar to those of bagasse and RAC. Sorghum presents a high risk of slagging, as its characteristic R_B/A ratio was higher than 0.75. All biomasses would present a risk of sintering (IS) given that the index is below 2. All materials would visibly exceed the threshold value for the fouling index or alkali index (AI), indicating a fouling risk, although sorghum would show a lower impact compared to bagasse (15.87 < 36.27). Ash fusibility analyses of sorghum indicated low melting points compared to bagasse, likely due to the higher K₂O content (27.10%); therefore, its use as an alternative fuel could only be carried out in blends with bagasse. Acceptable behaviors were found for blends of 20% sorghum / 80% bagasse; these proportions would achieve more convenient ash fusibility temperatures to avoid issues inside the boiler and the tube bundle.