La investigación sobre la producción de energía a partir de la biomasa generalmente se centra en la cantidad de energía generada. Pero también es importante considerar cuánta energía entra en el proceso, un componente que a menudo se descuida, dice Tony Grift, profesor de Ingeniería Agrícola y Biológica enla Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y del Medio Ambiente y la Facultad de Ingeniería Grainger de la Universidad de Illinois.
Grift es coautor de un nuevo estudio, publicado en Informes de tecnología Bioresource , que echa un vistazo a la eficiencia de bioconversión de dos productos utilizados a menudo como biomasa para la producción de energía, miscanthus giganteus y bagazo de caña de azúcar.
"Nuestro objetivo era determinar cuánta energía se necesita para preparar estos materiales. Es una mirada integral a varios métodos de preprocesamiento y su relación con la eficiencia de conversión", explica.
Los dos materiales fueron elegidos por su importancia para la producción de energía. El miscanthus se cultiva típicamente como un cultivo ornamental, pero tiene una gran cantidad de biomasa y crece fácilmente con muy poco uso de nitrógeno. El bagazo de caña de azúcar es el subproducto que queda después de la caña de azúcarse tritura para extraer el jugo por azúcar.
El estudio se realizó en colaboración con químicos de la Universidad de California en Berkeley. Grift dice que el enfoque interdisciplinario hace que la investigación sea única, ya que considera todo el balance energético. Los investigadores de la U de I estudiaron el gasto energético de los materiales de cosecha y preprocesamiento,mientras que los químicos de Berkeley se centraron en convertir la biomasa en glucosa, que se usa para producir etanol.
Los investigadores definieron el porcentaje del valor de calentamiento inherente PIHV, que mide la cantidad de energía que entra y sale del proceso de producción. "Le dice que tiene una cierta cantidad de biomasa, que contiene una cierta cantidad de energía¿Cuánta energía gastas en el procesamiento? No quieres gastar más del 5% del valor total de energía ", dice Grift.
Los investigadores sometieron los dos materiales a nueve métodos de preprocesamiento diferentes, ya sea por separado o como una mezcla. El preprocesamiento se realiza por varias razones, explica Grift. Después de cosechar el cultivo, debe transportarse a una planta de procesamiento, y hacertransporte eficiente, el material primero se somete a un proceso llamado conminución, en el cual se corta o se corta en trozos más pequeños, y luego se comprime.
Grift explica que la cosecha y la compresión no agregan mucho a la ecuación energética. La principal fuente de gasto de energía es la conminución o reducción de tamaño. Eso lleva el gasto de energía al 5%. "Los tamaños de partículas más pequeños hacen que la compresión sea más fácil", dice"También es mejor para la producción de energía, ya que proporciona un área de superficie más grande para que las enzimas se unan en el proceso de conversión. Pero la conminución requiere una cierta cantidad de energía, por lo que hay una compensación".
Los métodos de preprocesamiento incluyeron tallos picados y cortados, granulación, conminución y varios niveles de compresión. De los nueve grupos de tratamiento, cinco incluyeron miscanto, tres incluyeron bagazo de caña de azúcar y uno incluyó una mezcla de los dos productos. Los materiales procesados fuerontodos sometidos a los mismos procesos químicos para liberar la glucosa.
Los investigadores también evaluaron los efectos del tamaño de partícula, el nivel de compresión y la mezcla en la eficiencia de conversión de biomasa. Los resultados mostraron que la trituración tuvo un efecto positivo en la eficiencia del miscanto pero no del bagazo de caña de azúcar, mientras que lo contrario fue el caso de la granulación.Los investigadores también encontraron que una mezcla 50/50 de los dos materiales tenía una mayor eficiencia de conversión que el bagazo de caña de azúcar, pero no había una diferencia significativa en comparación con el miscanto solo.
Grift dice que los resultados se pueden usar para ayudar a que la producción de energía de biomasa sea más eficiente.
"Las diferencias no son enormes. Pero si quieres hacer algo a mayor escala, en realidad es bastante importante resolver estas cosas", explica.
Grift enfatiza que los resultados son preliminares y deben ser examinados en estudios posteriores.
Se necesita investigación continua para corroborar los hallazgos y ampliar la base de conocimiento a otros productos y otros métodos de preprocesamiento.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y del Medio Ambiente de la Universidad de Illinois . Original escrito por Marianne Stein. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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