Obtención de bio-aceite mediante la pirólisis de la cáscara de arroz

Propósito y Método del Estudio: Previendo la escasez de energéticos se utilizó la cáscara de arroz, que es un elemento de desecho que se produce en nuestro país, para generar estos recursos. La cáscara de arroz presenta un problema de eliminación, ésta se obtiene como desecho de los molinos de producción del arroz. El aumento de la producción del arroz trae como consecuencia grandes cantidades de cáscara, la que es usualmente quemada a campo abierto o almacenada, cuando esto sucede se utiliza para camas de los criaderos de pollos o forraje de ganado aunque en cantidades muy mínimas. Almacenar la cáscara de arroz implica un riesgo a la salud y genera problemas ambientales a largo plazo. En el presente trabajo se llevó a cabo la investigación del proceso de pirólisis de Cáscara de Arroz para la producción de bio-aceite con propiedades semejantes a combustibles líquidos. Para la realización de este trabajo se ha dividido en cuatro etapas: 1) Caracterización térmica, 2) Características de la cáscara de arroz, termogravimetría y comportamiento cinético de pirólisis, 3) Reactor semi-continuo y 4) Caracterización de productos líquido y sólido. Contribuciones y Conclusiones: La descomposición térmica de la cáscara de arroz por medio del análisis TGA en modo dinámico muestra tres picos principales de descomposición los cuales tienen una temperatura de pico máxima en las curvas DTG de 301, 345 y 441°C respectivamente a 10°C/min para la cáscara no lavada. Estos tres picos se asignan a la descomposición de la hemicelulosa, celulosa y lignina por medio de los termogramas de los estándares y por diversos estudios realizados por otros autores. La velocidad de calentamiento tiene una influencia significativa en el proceso de pirólisis y en el residuo final a 1000°C. La cáscara de arroz está compuesta por unas pequeñas espinas que a simple vista no se observan, tiene un 56.45 % de Oxígeno, 33.7% de Carbono y un 25.0% de Silicio en forma de cristobalita SiO2. Por medio de DSC se observaran dos etapas exotérmicas: 1) evaporación del agua y 2) la volatilización de los componentes de la biomasa. En la descomposición de la cascarilla de arroz se encontraron tres etapas que se comportan independientemente y que representan a la hemicelulosa, celulosa y lignina. La temperatura inicial se encuentra en el rango de 151 a 199°C y la temperatura final entre los 438 a 547°C. Los porcentajes de producción de la pirólisis de la cáscara de arroz son 47% líquido, 12% gas y 42 % residuo sólido. En la cromatografía de gases se identificaron compuestos desde C6 hasta C18, en su mayor parte aromáticos y de cadena lineal como el benceno, tolueno, naftaleno, xyleno, y compuestos C12 a C18. El cromatograma del bio-aceite es similar al estándar del diesel. El poder calorífico (16.79 MJ/kg) del líquido es mayor al de la materia prima (14.39 MJ/kg). El residuo sólido contiene un alto contenido de carbón (88.60% en peso) y con un porcentaje de Sílice de 12.53. El área superficial total del residuo sólido es de 115.10 m²/g, de esta área superficial total se obtuvo 85.20 m²/g de microporos indicando una isoterma Tipo I de la clasificación BDD/T