Introducción: El uso de especies exóticas como materias primas en biorrefinerías puede impulsar el desarrollo sostenible de regiones como la Amazonía; sin embargo, se considera pertinente generar más estudios experimentales previos, que permitan evaluar su potencialidad técnica, aplicada en este caso específicamente con la cáscara de Copoazú.
Objetivo: El objetivo de este artículo es determinar la cinética de gasificación del carbonizado resultado de la pirólisis de la cáscara de Copoazú.
Metodología: En este trabajo se utilizó el análisis termogravimétrico acoplado a espectroscopía de masas (TGMS), para establecer la distribución de los productos de la gasificación y la cinética de la descomposición del carbonizado, subproducto de la pirólisis de las cáscaras de copoazú. La materia prima fue caracterizada por FTIR y se utilizaron tres velocidades de calentamiento diferentes para el proceso termoquímico.
Resultados: Los parámetros cinéticos del proceso de gasificación se obtuvieron ajustando los datos experimentales con tres modelos diferentes, obteniéndose un buen ajuste al modelo DAEM con tres conjuntos de reacciones.
Conclusiones: Los datos obtenidos pueden utilizarse para modelar las reacciones de gasificación del carbonizado de esta materia prima. La cinética de producción de la mayoría de las moléculas que se detectaron con una abundancia relativa alta se pudo relacionar con las reacciones de descomposición térmica del carbonizado de la cáscara de Copoazú, de acuerdo con el modelo DAEM.
This work shows to the reader a general description about the techniques of classic thermal analysis as known as Differential Scanning Calorimetry (DSC), Differential Thermal Analysis (DTA) and Thermal Gravimetric Analysis. These techniques are very used in science and material technologies (metals, metals alloys, ceramics, glass, polymer, plastic and composites) with the purpose of characterizing precursors, following and control of process, adjustment of operation conditions, thermal treatment and verifying of quality parameters.
By means of a thermogravimetric analysis coupled with mass spectroscopy, the catalytic effect of ferrous sulfate on the pyrolysis of African Palm husk (APH) was studied. Thermogravimetric data were adjusted to the distributed activation energy model (DAEM) with four pseudo-components. Ferrous sulfate had a strong influence on the decomposition parameters of the second and fourth pseudo-components of the DAEM, which are identified as hemicellulose and lignin, respectively. The profiles of the signal intensity curves for the selected m/z ratios were successfully modeled using the kinetic parameters obtained by adjusting the thermogravimetric data. It was found that ferrous sulfate promotes the formation of fragments of m/z = 64, 95, and 96, corresponding to molecules, such as SO2, hydrocarbon ions of general formula [CnH2n‑3]+, and furfural, respectively.
By using the mass spectrometry technique, the catalytic effect of ferric sulfate on the evolved gases of the pyrolysis of residues from the cassava starch industry was studied. There were identified 31 m/e ratios in the evolved gases with enough signal to noise ratio. The presence (or absence) of m/e signals in the pyrolysis evolved gases with (or without) catalyst suggest a change in the product distribution 3600 Alberto R. Albis A. et al. caused by the catalytic activity of the ferric sulfate. These signals were fitted with the DAEM using the kinetic parameters calculated from previous thermogravimetry data. As result, 90% of the m/e ratios presented a good fit. The poor description of the model for the rest of the signals could be attributed to secondary reactions in the gas phase.
Recurriendo al uso de la técnica análisis termogravimétrico, se estudió el efecto del sulfato de zinc y del sulfato férrico en el proceso de pirólisis de la lignina a tres velocidades de calentamiento. Se encontró que la pirólisis de la lignina pura se afecta muy poco con el cambio de las velocidad de calentamiento entre 10 y 100 °C/min, lo cual es inesperado por la naturaleza cinética de la pirólisis. La cinética de pirólisis de este componente de la biomasa fue estudiada teniendo en cuenta tres métodos de ajuste: el método diferencial con modelo de orden de reacción n, el método isoconversional y el modelo de distribución de energías de activación, DAEM. Los mejores ajustes, que permitieron calcular parámetros cinéticos aceptables, fueron obtenidos usando el último método. Los resultados evidencian la influencia de los catalizadores y de la velocidad de calentamiento en los procesos de pirólisis de la lignina en presencia de los sulfatos de estudio, que se confirma con la obtención de diferentes parámetros cinéticos. En términos generales, los sulfatos de zinc y férrico retardan el proceso de pirólisis de la lignina. Los resultados sugieren que los sulfatos de zinc y férrico cambian el mecanismo cinético de la pirólisis de la lignina.
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