Producción de energía y de material puzolánico en un proceso integrado a partir de las hojas de caña de azúcar (hca) densificadas

Investigadores

ASSUREIRA ESPINOZA, Estela de la Gracia

Unidad

Departamento de Ingeniería

Fuentes de financiamiento

Fondo para la Innovación, Ciencia y Tecnología (FINCyT)

Año

2013

Este proyecto analiza la producción de energía a partir de las hojas de caña de azúcar (HCA) unido a la obtención de una puzolana artificial material de adición de cemento. En el Perú, las industrias azucareras y de producción de etanol generan anualmente 2 millones de TM de HCA cuyo empleo es reducido, limitándose en un pequeño porcentaje a la producción de compost, lo que ocasionara problemas fitsonatarios y ambientales por su acumulación en los campos . El empleo de HCA como combustible en calderas , mostró problemas de corroción e incrustacuones. Se transformaran las HCA en productos densificados , para facilitar su aprovechamiento energético mediante procesos termoquimicos, y las cenizas generadas en el proceso se convertirán en material de adición cementicio. Esta propuesta permitira a las empresas cañeras disponer de una alternativa que de una salida a los desechos de cosecha que generan utilizándolos como fuente de energía y al mismo tiempo producir materias primas de bajo costo como material cementerio suplementario . Ademas la adición al cemento de cenizas con características reactivas a partir de residuos agroindustriales como las HCA , representa para las cementeras beneficios técnico y ecólogicos al mejorar las propiedades del cemento (Altcin 2000) y al mismo tiempo al reducir el consumo de combustibles fósiles y las emisiones de GEI. El resultado final tendrá un balance neutro de dioxido de carbono (CO2) y la generación de una oportunidad de negocio a las empresas.

Objetivos

  1. Producir energía y un material puzolánico a partir de las hojas de caña de azúcar (HCA) densificada en briquetas mediante la aplicación de procesos termodinamicos.

Resultados

1.Briquetas de HCA de baja densidad que faciliten su aprovechamiento energértico en procesos termoquimicos y cuyas cenizas generadas en el procesos se conviertan en material de adición cementicio

1.Curvas de eficiencia térmica vs. condiciones del proceso termoquimico para cada formulación

2.Un cemento puzolanico que cumple con los requerimientos mínimos de la norma (ASTM C595)

2.Características fisicoquimicas de las HCA de diferentes fuentes.

Propuesta de formulaciones de briquetas con bajo contenido de arcilla y con bajo nivel de presión

Tres lotes de briquetas seleccionadas que cumplen requerimientos para su aplicacion en sus procesos termicos

Diseño del proceso termoquimico a aplicar (% del aire , niveles maximos de temperatura )

Prototipo del reactor

Cuadro de valores de eficiencia térmica para 2 formulaciones y para 3 diferentes condiciones de ensayo ( matriz 2×3 )

Caracterización fisicoquimica de las cenizas

Caracterización mecánica de las cenizas

Una muestra de 5 kg de cenizas , seleccionada por su mayor actividad puzolanica

Máximo porcentaje de sustitución de la puzolana en cemento Porland evaluado por su resistencia a la compresión

Resultados de los ensayos requeridos por la norma (ASTM C595 ) al cemento adicionado en su máximo porcentaje de sustitución.

Impacto

Desarrollo de un biocombustible solido a partir de las hojas de caña (HCA), lo que posibilita el empleo de este residuo en procesos térmicos a nivel domestico o industrial. Desarrolla un proceso termoquimico que facilite el empleo de las HCA como combustible reduciendo los efectos de ensuciamiento e incrustacion en los equipos térmicos y con bajo impacto ambiental. la obtención de una puzolana artificial a partir de las HCA contribuye a disminuir la proporción de cemento sin afectar e incluso mejorando sus propiedades lo cual se traduce en un menor consumo de energía para la producción del cemento y una menor contaminación ambiental.

Se desarrolla una nueva alternativa energética de bajo costo a partir de densificados que facilita su uso como combustible en diversos procesos térmicos como secado , cocción , calefacción y calentamiento de agua a nivel domestico e industrial . Genera ahorros en las industrias cañeras por la utilizacion de un desecho de poscosecha HCA en procesos térmicos La transformación de las HCA en una puzolana artificial permite disponer de un material susceptible de ser comercializado. .La propuesta escalada , permitirá la apertura de nuevos negocios en torno a la producción comercialización del biocombustible obtenido y del nuevo ecomaterial.

La propuesta escalada permitira la creacion de nuevos puestos de trabajo y oportunidades de negocios entorno a la producción , comercialización del biocombustible obtenido y del nuevo material desarrollado. la implementación de la propuesta escalada también reducirá los conflictos con poblaciones aledañas a los campos de cultivo al reducir la quema de residuos (HCA) en los campos de cultivo.

Ofrece una alternativa de solución a los problemas ambientales y fitosanitarios ocasionados por la acumulación de las HCA en los campos de cultivo , que en caso de Piura por ejemplo , el problema se agudiza por la falta de lluvias . Contribuye a reducir el consumo energético en la producción de cemento así como las emisiones de dioxido de carbono (0.85 TM dioxido de carbono por TM del cemento ) . En el proyecto se plasma la filosofia de la cuna a la cuna , pues el desarrollo del proceso integrado da doble salida a los desechos que genera utilizándolos en la generación de energía y en una materia prima para la industria de la construcción de bajo precio.

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