Conversión de biomasa recalcitrante originada en la producción de etanol a partir de la planta de banano y su fruto en combustibles mediante procesos de pirolisis

Se estudió la pirólisis de la biomasa recalcitrante (residuos sólidos de la planta de banano y su fruto obtenidos del proceso de extracción del etanol) en un reactor de caída libre a escala de laboratorio. El sistema de experimentación, diseñado específicamente para este estudio, permite caracterizar la pirólisis de la biomasa en un régimen que se encuentra entre la pirólisis rápida y la lenta dada la alta velocidad de calentamiento y el corto tiempo de residencia de la partícula, pero a su vez un alto tiempo de residencia de los gases. Para estas condiciones se evaluó la variación en el rendimiento a gas, líquido (alquitranes) y sólido durante la pirólisis de dos biomasas recalcitrantes, una obtenida de material amiláceo (HA) y otra de lingocelulósico (HE), así como la composición del gas producido. En los experimentos se varió el rango de temperatura entre 873 K y 1273 K, el tamaño de partícula entre 0.224 mm y 1.25 mm y el tiempo de residencia de los gases entre 4 min y 20 min. El mayor rendimiento para el líquido se obtuvo a 1173 K y 1073 K para las biomasas HA y HE respectivamente. Para ambas biomasas el rango tamaño de partícula que registra mayor producción de compuesto líquido es entre 0.224 mm y 0.425 mm. Un modelo que permite predecir la velocidad de descomposición de la biomasa, muestra que el proceso es un resultado complejo de la interacción de la transferencia de calor en el reactor de caída libre con el proceso de descomposición de biomasa y las reacciones secundarias de los alquitranes. El modelo, que se basa en mecanismos propuestos anteriormente de la literatura para la descomposición de biomasas lignocelulósica y recalcitrante, permite simular de forma adecuada las principales tendencias de la pirólisis de la biomasa recalcitrante./Abstract. The pyrolysis of recalcitrant biomass (solid residue from the banana plant and its fruit during ethanol production) was studied in a free-fall, laboratory scale reactor. The experimental setup, custom made for this study, allows the characterization biomass pyrolysis in a regime that is between fast and slow pyrolysis given its fast heating rate and short residence time for the particle but the long residence time of the gases. For this conditions the analysis included the variation of the yield of gas, liquid and solids and the composition of the gas produced during the pyrolysis of two biomasses, one obtained from amilaceous (HA) and the second one from lignocellulosic materials. The analysis of the pyrolysis response to variations in temperature range (873 K to 1273 K), particle size (0.224 mm to 1.25 mm) and the gas residence time (4 min to 20 min) show that the highest liquid production was obtained at 1173 K and 1073 K for HA and HE biomasses respectively. For both biomasses, the particle size that has the highest liquied yield is between 0.224 mm and 0.425 mm. A model that predicts the rate of biomass decomposition shows that this is complex problems highly regulated by the rate of heat transfer to the particle and the secondary devolatilization reactions. The model, developed based on mechanisms proposed in the literature for the decomposition of lignocellulosic and recalcitrant biomass yields a good prediction of the main trends during the pyrolsysis of recalcitrant biomass.Maestrí