Evaluación de las propiedades fisicoquímicas y térmicas de tallos de café y su análisis económico para la producción de pellets como biocombustible sólido
En el Valle del Cauca, Colombia, existen alrededor de 28014 hectáreas de cafetos. Anualmente tras el proceso de renovación por soca , cada hectárea produce aproximadamente 97643 toneladas de biomasa de tallos de café, quedando en el campo en forma de desechos, generándose problemas de contaminación...
- Autores:
-
Flórez Pardo, Luz Marina
Cañas Velasco, Abdul
Romo Ortega, Natalia
Toro, Andrés Fernando
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2011
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
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- http://red.uao.edu.co//handle/10614/12108
- Palabra clave:
- Madera de cafeto
Poder calorífico
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En el Valle del Cauca, Colombia, existen alrededor de 28014 hectáreas de cafetos. Anualmente tras el proceso de renovación por soca , cada hectárea produce aproximadamente 97643 toneladas de biomasa de tallos de café, quedando en el campo en forma de desechos, generándose problemas de contaminación y accidentalidad se realizó una evaluación de las propiedades fisicoquímicas y térmicas de esta biomasa con el propósito de convertirla en un combustible útil para el sector industrial. Siguiendo la norma Europea CEN/TS 335, se concluyó que la mejor opción para darle valor agregado a un residuo de este tipo es la producción de pellets de madera. El contenido de humedad de la madera de café fue de 11,44% con un poder calorífico de 16607 BTU/kg, lo que lo ubica en el mismo nivel de otras biomasas (bagazo de caña, cisco de café, etc.) usadas comúnmente por las industrias. Su contenido de 12,9% de carbono fijo garantiza una fácil ignición durante su combustión. El análisis económico para montar una fábrica de pellets en el país se estimó en dólares americanos para un periodo de 8 años. La inversión inicial fue de USD $ 376444, cubriendo los gastos de compra, cambio de motor e importación de la maquinaria, compra del lote, construcción de la edificación y arranque de la planta. Los ingresos mensuales fueron de USD $ 118760, con una utilidad del 26,6% y una tasa interna de retorno del 25,92% al tercer año de la inversión. La planta se calculó para una superficie de 388 m2 , con una eficiencia del 70% y un a capacidad de producción de 2184 toneladas mensuales de pellets. El costo por tonelada se calculó a USD $ 52 y el ahorro estimado para una microempresa consumidora de carbón puede ser de USD $ 19422 aproximadamente durante el primer año después de realizar el cambio de combustible a pellets de madera de café |
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Anualmente tras el proceso de renovación por soca , cada hectárea produce aproximadamente 97643 toneladas de biomasa de tallos de café, quedando en el campo en forma de desechos, generándose problemas de contaminación y accidentalidad se realizó una evaluación de las propiedades fisicoquímicas y térmicas de esta biomasa con el propósito de convertirla en un combustible útil para el sector industrial. Siguiendo la norma Europea CEN/TS 335, se concluyó que la mejor opción para darle valor agregado a un residuo de este tipo es la producción de pellets de madera. El contenido de humedad de la madera de café fue de 11,44% con un poder calorífico de 16607 BTU/kg, lo que lo ubica en el mismo nivel de otras biomasas (bagazo de caña, cisco de café, etc.) usadas comúnmente por las industrias. Su contenido de 12,9% de carbono fijo garantiza una fácil ignición durante su combustión. El análisis económico para montar una fábrica de pellets en el país se estimó en dólares americanos para un periodo de 8 años. La inversión inicial fue de USD $ 376444, cubriendo los gastos de compra, cambio de motor e importación de la maquinaria, compra del lote, construcción de la edificación y arranque de la planta. Los ingresos mensuales fueron de USD $ 118760, con una utilidad del 26,6% y una tasa interna de retorno del 25,92% al tercer año de la inversión. La planta se calculó para una superficie de 388 m2 , con una eficiencia del 70% y un a capacidad de producción de 2184 toneladas mensuales de pellets. El costo por tonelada se calculó a USD $ 52 y el ahorro estimado para una microempresa consumidora de carbón puede ser de USD $ 19422 aproximadamente durante el primer año después de realizar el cambio de combustible a pellets de madera de caféThere are about 28014 hectares of coffee trees. Each year after the renewal process by ratoons or shoots, each hectare produces about 97643 tonnes of coffee stem biomass, left in the fields as waste, creating problems of contamination and causing accidents by accumulations falls. Thus, a detailed assessment of physicochemical and thermal properties of this biomass for the purpose of converting it into a useful fuel for industry was carried out. Following the European standard CEN / TS 335, it was concluded that the best choice to give added value to this kind of waste is the production of wood pellets. Its moisture contents was 11,44%, with a calorific value of 16607 BTU/kg. These properties put it in the same level of other biomass sources (bagasse, coffee debris, etc.) commonly used by industries. Its contents of fixed carbon, 12,9%, ensures easy ignition and combustion. The economic analysis to implement a pellet factory in the country was estimated in US Dollars for a period of eight years. Initial investment has to be of USD $ 376444 to cover the costs of equipment purchasing, engine changes and costs of machinery imports, purchase of building lot, building construction, and plant startup. Estimated monthly income was USD $ 118760, with a profit of 26,6% and a return rate of 25,92% in the first three years. The plant was calculated for an area of 388 m2 , with an efficiency of 70%, and a production capacity of 2184 tons per month of pellets. The cost per ton was estimated at USD $ 52 and the estimated savings for a small business traditionally consuming coal is USD $ 6201 approximately after the first year of the change of coal by coffee wood pelletsapplication/pdf14 páginasspaUniversidad del ValleIngeniería de los Recursos Naturales y de Ambiente. Número 10, (enero-diciembre 2011); p.p. 79-91911079Romo Ortega, N, Toro, A, Flores Pardo, L y Cañas Velasco, A. (2011). Evaluación de las propiedades fisicoquímicas y térmicas de tallos de café y su análisis económico para la producción de pellets como biocombustible sólido. Ingeniería de los Recursos Naturales y de Ambiente .(10), 79-91. http://red.uao.edu.co//handle/10614/12108Revista Ingeniería de los Recursos Naturales y del AmbienteÁlvarez-Hernández, J.R.; Martínez-Tovar, D.G. (2006). Aprovechamiento de la energía calórica de estufas campesinas para el secado del café; Revista del Centro Nacional de Investigaciones de Café; pag 88; Vol 57; Abril-Junio; Chinchiná - Caldas – ColombiaASTM. (1998). Standard Test Methods for Proximate Analysis of the Analysis Sample of Coal and Coke by Instrumental Procedures; ASTM D5142 – 09. Washington, D.C. EEUUBocanegra, J. P. (2010). Comunicación personal. Ingeniero mecánico de Termo Vapor Industrial, Cali. Entrevista realizada el 27 de marzo de 2010Boluda, M.; García, L.; González, F. del P.; López, A. (2010). Mandarin peel wastes pretreatment with steam explosion for bioethanol production; Bioresource Technology, Volume 101, Issue 10, Pages 3506-3513Chau, J. ; Sowlati, T., Sokhansanj, S.; Preto, F., Melin, S., Bi, X.. (2009). Techno-economic analysis of wood biomass boilers for the greenhouse industry. Applied Energy, Volume 86, Issue 3, Pages 364-371Chen, I.; Xing, I., Han, L. (2009). Renewable energy from agro-residues in China: Solid biofuels and biomass briquetting technology. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 13, Issue 9, Pages 2689-2695Fernández, J. (2009). [En línea] Energías renovables para todos. p. 02. [Citado 29 mayo de 2009]. Disponible en Internet: http://www.energias-renovables.com/Productos/pdf/ cuaderno_BIOMASA.pdfFood and agriculture organization. (2010). [Citado 8 de febrero del 2010]. Disponible en Internet www.fao.org/docrep/007/y5143s/y5143s0v.htmKlinger Brahan, W. (2002). Combustibilidad de la madera: La experiencia con especies colombianas. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. P. 10. Bogotá, ColombiaLeckner. (1996). Methods for reducing the emission of nitrous oxide from fluidized bed combustion; Energy Conversion and Management, Volume 37, Issues 6-8, Pages 1297-1302Madrid, H. (2010). Comunicación personal. Gerente General del Grupo Monarca. Ciudad. Entrevista realizada el 23 de junio de 2009Nussbaumer, T. (2002). Combustion and co- combustion of biomass. In: Proceedings of the 12th European Biomass Conference, vol. I. pp. 31–37. ISBN: 88-900442-5- X.Austria.Papelera Palermo S.A. (2010). [Citado 10 de febrero del 2010]. Disponible http://papelera.eurofull.com/ shop/detallenot.asp?notid=46Ruiz, P. A. (2009). [En línea] Madera de Café: Ingenio con aroma propio. p. 04. [Citado 01 Abril 2009]. Disponible en Internet: http://www.revista-mm.com/ rev55/muebles.pdf.Technical Specifications. CEN/TS 14774-3:2004. (2005). Solid biofuels – Methods for the determination of moisture content – Oven dry method – Part 3: Moisture in general analysis sampleTelmo, C.; Lousada, J. Y Moreira. (2010). Proximate analysis, backwards stepwise regression between gross calorific value, ultimate and chemical analysis of wood; Bioresource Technology, Volume 101, Issue 11, Pages 3808-3815Vassilev, S.V.; Baxter, D.; Andersen, L.K. Y Vassileva, C.G. (2010). An overview of the chemical composition of biomass; Fuel, Volume 89, Issue 5, Pages 913-933Derechos Reservados - Universidad Autónoma de Occidentehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Evaluación de las propiedades fisicoquímicas y térmicas de tallos de café y su análisis económico para la producción de pellets como biocombustible sólidoEvaluation of physicochemical properties and thermal in stems coffee and its economic analysis for the production of solid pellets as biofuelArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTREFinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Madera de cafetoPoder caloríficoAnálisis de inversiónPrecio de ventaAnálisis de inversiónCoffee’s woodPelletsCalorific valueInvestmentPriceof salePublicationcc4b057a-0ef8-456a-bec2-3d4e0f299a5cvirtual::1697-1c4da47da-d273-4ab8-8527-77d00e688463virtual::998-1c4da47da-d273-4ab8-8527-77d00e688463virtual::998-1cc4b057a-0ef8-456a-bec2-3d4e0f299a5cvirtual::1697-1https://scholar.google.com/citations?user=88OyeaAAAAAJ&hl=es&oi=aovirtual::1697-10000-0001-8779-8120virtual::1697-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000002410virtual::1697-1CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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