| Journal: | Maderas : ciencia y tecnología |
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| System number: | 000534438 |
| ISSN: | 0718-221X |
| Authors: | Vallejo, Fidel1 Díaz Robles, Luis A.1 González, Pablo1 Poblete, Jorge1 |
| Institutions: | 1Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Química, Santiago. Chile 2Programa Centro de Valorización de Residuos y Economía Circular, Santiago. Chile |
| Year: | 2021 |
| Volumen: | 23 |
| Country: | Chile |
| Language: | Español |
| Spanish abstract | Dentro de los procesos disponibles para tratar biomasas residuales, se destaca la conversión térmica en medio acuoso a condiciones subcríticas, conocida como carbonización hidrotérmica, que permite obtener un sólido con mayor poder calorífico que la biomasa original y con propiedades hidrofóbicas. Este trabajo presenta el modelado y simulación de un proceso continuo de tratamiento de 2 biomasas residuales, el aserrín de Pinus radiata proveniente de la industria maderera y el afrecho de raps (Brassica napus) del sector industrial mediante carbonización hidrotérmica. Se considera desde la mezcla de las materias primas con agua antes del ingreso al reactor hasta la obtención del pellet final. Todas las operaciones unitarias fueron modeladas con ecuaciones fenomenológicas, excepto el poder calorífico y el rendimiento másico de la reacción que se estimaron mediante Regresión Lineal Múltiple, utilizando como variables explicativas el índice de polaridad, el índice de reactividad, el factor de severidad y la razón biomasa/agua. El mejor modelo tuvo un coeficiente de determinación ajustado (R2 a) de 0,90. Finalmente, el proceso presentó un rendimiento energético superior al 72 % para el aserrín y al 77 % para raps, de lo cual se puede concluir que la carbonización hidrotérmica debe ser considerada como una alternativa para valorizar biomasa del sector agroforestal a gran escala. |
| English abstract | Among the processes available to treat waste biomass, the thermal conversion with water in subcritical conditions, called Hydrothermal Carbonization, is being studied in deep the last years. Hydrothermal Carbonization needs lower temperatures than other thermal processes, and a solid with high energy density and hydrophobic properties are obtained. This work presents the modeling and simulation of continuous operation of the Hydrothermal Carbonization process for two residual biomasses: Pinus radiata sawdust from the wood industry and rapeseeds (Brassica napus) as industrial waste. The analysis was performed evaluating the whole process, from mixing the raw biomass with water and the reaction until obtaining the final pellet. All unit operations were modeled with phenomenological equations. The Higher Heating Value and the Mass Yield of the reaction were estimated by Multiple Linear Regression equations, using as an explanatory variable the Polarity Index, the Reactivity Index, the Severity Factor, and the Biomass: Water Ratio. The best model had an adjusted determination coefficient (R2 a) of 0,90. Finally, the process presented an energy efficiency greater than 72% for sawdust and 77 % for rapeseed. Therefore, Hydrothermal Carbonization must be considered as an alternative to valorize agroforestry waste biomass to an industrial scale. |
| Keyword: | Biomasa agroforestal, Carbonización hidrotérmica, Eficiencia energética, Economía circular. |
| Keyword: | Agroforestry biomass, Hydrothermal carbonization, Energy efficiency, Circular economy. |
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