PRODUCCIÓN DE BRIQUETAS Y PELLET: ASPECTOS TÉCNICOS.

Roger Moya, ITCR

INTRODUCCIÓN

Alta cantidad de residuos en el sector agrícola y forestal.

La industria forestal y agrícola ha buscado soluciones al problema de los residuos.

La utilización de la biomasa ha captado el interés de muchas industrias.

Pero realmente hay un conocimiento de los aspectos técnicos de la biomasa?

PREGUNTA BASE

Es posible industrializar y utilizar la biomasa?

1. Cual biomasa o especie?

2. Características de esta biomasa?

3. Disponibilidad (toneladas)?

4. Cual proceso?

1. CUAL BIOMASA O ESPECIE?

▪ Cultivos

▪ Residuos post-cosecha

▪ Desechos industriales

▪ Desechos urbanos (hay mucha gente y es de interés

muy político)

CULTIVOS ENERGÉTICOS

▪ Son aquellos cultivos creados exclusivamente para la producción de energía

▪ Su aprovechamiento puede ser de diferentes partes del cultivo (el fruto, la mata, el fuste u otras)

▪ Los cultivos típicos son: caña, árboles a diferentes densidades de siembra, tempate, coco, jatrofa, entre otros.

RESIDUOS AGRÍCOLAS Y FORESTALES LUEGO DE LA EXTRACCIÓN DEL PRODUCTO PRINCIPAL

Plantaciones forestales

Cultivo de la piña

Cultivo del maíz

Cultivos de flores

Cultivo de chile

Cultivo de naranja

DESECHOS DE PROCESOS INDUSTRIALES EN FABRICAS O PLANTELES INDUSTRIALES

▪ Broza de café,

▪ Aserraderos,

▪ Empacadores de piña,

▪ Producción de masa de maíz,

▪ Trapiches,

▪ Procesamiento del fruto de la palma aceitera

2. CARACTERÍSTICAS DE ESTA BIOMASA?

▪ Hay muchas especies que se pueden industrializar.

▪ La madera es el tipo de biomasa ideal, debido a que

presenta un contenido de cenizas menor al 2% y una

humedad menor al 50%, y “bajas emisiones”.

Variación del contenido de humedad en las diferentes cultivos

Etapa Arundo Caña bravaZacate

giganteBambú Sorgo

Cosecha 59,96B 57,27B 81,00A 43,41C 83,50A

En general se menciona que para tener un buen cultivo para energía se necesita de al menos una humedad de menor al 50%, ya que los procesos (calderas y secadoras) de biomasa están adaptados a esa condición.

EL INDUSTRIAL HACE REFERENCIA A 18500 KJ/KG, PERO A LA CENIZA SE LE DA IMPORTANCIA

EMISIONES

Esquema del sistema experimental del quemador construido para la

evaluación energética de los pellets.

CARACTERÍSTICAS DURANTE EL QUEMADO

Crops

Mass pellet

flue

(kg/hours)

Residual

mass

(%)

Ash content of

residual mass

(%)

Temperature

of flame stove

(C)

Temperature

in flue gas

(C)

Arundo donax-AD 2.8BC 4.05B 80A 518B 270B

Cupressus lusitanica-CL 3.1AB 1.78D 71A 590A 310A

Elaeis guineensis-EFB 3.1AB 4.06B 67B 544B 284B

Elaeis guineensis-OPMF 3.4A 3.71BC 68B 613A 322A

Gynerium sagittatum-GS 2.9ABC 3.76BC 44C 473C 232CD

Pennisetum purpureun-PP 2.5CDE 6.26A 67B 396F 203E

Phyllostachys aurea-PA 2.7DE 2.21BC 64B 401EF 205E

Saccharum officinarum-SO 2.7BC 2.98BC 46C 449CD 245C

Sorghum bicolor-SB 2.9ABC 0.36E 78A 436D 225D

Tectona grandis-TG 2.1E 2.27BC 63B 431DEF 222D

Consumo de pellets, características de las cenizas y temperaturas en las pruebas de quemado de pellets

producidos con 10 cultivos agrícolas y forestales en Costa Rica.

Coeficiente de variación de la

temperatura de la llama del

quemador y temperatura de

flujo de gases y ejemplo de

variación presentada en una

corrida de C. lusitanica y T.

grandis

Eficiencia de pellets fabricados con 10 cultivos agricolas y forestales en

Costa Rica

Aspecto físico del material residual luego de una hora de

quemado de pellets

3. DISPONIBILIDAD DE BIOMASA

RecursoPotencial bruto

(Ton/año)

Potencial disponible

para la producción de

energía (Ton/año)

Residuo seco

Energía disponible

(kJ)

Energía disponible

(TJ)

Rastrojo de piña 5750000 5750000 8.15E+13 8.15E+04

Cascarilla de

coquito44442 19163 4.12E+11 4.12E+02

Fibra de mesocarpio 106661 0 0.00E+00 0.00E+00

Pinzote de palma 177768 177768 3.09E+12 3.09E+03

Madera 335837 64971 1.21E+12 1.21E+03

Cascarilla de arroz 68026 46428 6.42E+11 6.42E+02

Broza de café 231881 229562 3.89E+12 3.89E+03

Cascarilla de café 24026 2379 4.27E+10 4.27E+01

Pinzote de banano 292654 202809 2.73E+12 2.73E+03

Caña de azúcar

TIPOS DE BIOMASA

Recurso Tipo de dueño Uso actual Disposición ceder o vender

Rastrojo de piña Grande y mediano no si

Cascarilla de coquito Mediano y pequeño no Si pero $

Fibra de mesocarpio Grande Energía en la planta No

Pinzote de palma Grande Energía en la planta No

Madera medianos poco Si pero $

Cascarilla de arroz Grande Energía en la planta No

Broza de café Grande y medianos No Si

Cascarilla de café Grande y medianos Energía en la planta No

Pinzote de banano Grande y mediano No Si pero $

Caña de azúcar Grande Energía en la planta no

4. PROCESO DE PRODUCCIÓN DE BIOMASA

CONDICIÓN DE ALMACENAMIENTO

CONDICIÓN DE ALMACENAMIENTO Recurso Disposición Cosechar Factibilidad de recoger

Rastrojo de piña En campo, alta densidad siSi pero hay que sopesar la

parte económica

Cascarilla de coquito Almacenamiento en la industria - Si

Fibra de mesocarpio Almacenamiento en la industria - Si

Pinzote de palma Almacenamiento en la industria - Si

Madera (campo) En campo y disperso -Si pero hay que sopesar la

parte económica

Madera (industria) Almacenamiento en la industria -Si, de hecho es el residuo de

más uso

Cascarilla de arroz Almacenamiento en la industria - Si

Broza de café Almacenamiento en la industria No Si, va por buen camino

Cascarilla de café Almacenamiento en la industria - Si

Pinzote de banano Almacenamiento en la industria - Si

Caña de azúcar Almacenamiento en la industria - Si

ASPECTOS FUNDAMENTALES EN COSECHA

▪ En general se busca que se coseche o

triturar a bajo costo.

▪ Cosechadoras/Astilladoras

▪ Es importante aumentar la densidad

aparente.

▪ Los volúmenes a cosechar y transportar

TRANSPORTE

▪ En el caso de Costa Rica es el factor determinante de

para el aprovechamiento de la biomasa.

▪ No se puede usar transporte articulado en algunas

regiones.

▪ El problema de la densidad aparente y la cantidad de

agua que se transporta sin una utilización.

BROZA DE CAFÉ

▪ El problema de la humedad

▪ Emisiones de mucho cuidado

▪ Hay que pensar en el proceso industrial y sobre todo el

secado

▪ Este proceso debe ser por extracción de agua de forma mecánica en una primera etapa.

BRIQUETAS

EVALUACIÓN DE PELLETS Y BRIQUETAS DE BROZA

Tipo de

producto

Poder Calórico (kJ/Kg) Cenizas

(%)

Contenido de humedad

(% )

Briquetas 12501A 8.68A 11.40A

Pellets 11591A 6.74ª 10.10A

Características energéticas de briquetas y pellets fabricados con broza de café.

Características Briquetas Pellets

Dimensiones _Largo (mm) Diámetro(mm)

20.3 6,12

Densidad (kg/m3) 1110A 1300A

Densidad aparente (kg/m3) 1000A 600B

Absorción de humedad (%) 7.90A 8.10A

Friabilidad 0.95

Características físicas de las briquetas y los pellets fabricados con broza de café.

RASTROJO DE PIÑA

▪ “Ya tengo la solución”

▪ “Utilización como biomasa” NO!!!!!!

GRACIAS!!