Modelamiento matematico de un gasificador de cisco de cafe de lecho fijo downdraft

Colombia basa parte de su economía en el sector agrícola, siendo uno de los principales productores de café en el mundo. La dificultad en el secado tradicional de café en patios a cielo abierto o marquesinas obliga a los caficultores al uso de silos convencionales, estos silos operan con combustible...

Full description

Autores:
Abaunza Gomez, Alvaro Jose
Garcia Gamboa, Kevin Fernando
Tipo de recurso:
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Fecha de publicación:
2019
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/13602
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/13602
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Palabra clave:
Gasificador
Cisco De Café
Termogravimetría
Cinética De La Reacción
Torrefacción
Cromatografía
Caracterización Fisicoquímica
Equilibrio Termodinámico
Descomposición Térmica
Poder Calorífico.
Gasifier
Coffee Cisco
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Reaction Kinetics
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Physicochemical Characterization
Thermodynamic Equilibrium
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Calorific Power.
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openAccess
License
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description Colombia basa parte de su economía en el sector agrícola, siendo uno de los principales productores de café en el mundo. La dificultad en el secado tradicional de café en patios a cielo abierto o marquesinas obliga a los caficultores al uso de silos convencionales, estos silos operan con combustibles tradicionales lo cual aumenta los costos de producción. En este trabajo se propuso la gasificación del cisco de café como una alternativa viable para remplazar los combustibles tradicionales y producir el calor necesario para el secado de café. Realizando pruebas experimentales de caracterización, como el análisis próximo y el análisis elemental, se determinó que el cisco de café presenta un bajo contenido de humedad, y un alto poder calorífico, propiedades óptimas para ser usadas en aplicaciones térmicas. Utilizando los resultados obtenidos en pruebas de termogravimetría, se logró generar modelos cinéticos que describen la descomposición térmica de la biomasa en diferentes atmósferas, simulando los procesos térmicos que ocurren al interior de un gasificador de lecho fijo downdraft. Aplicando tratamientos térmicos se mejoraron las características de la biomasa, principalmente el aumento en la densidad energética, mejorando la eficiencia del proceso, como también la calidad del gas producido. A partir de un modelo termodinámico, el cual fue validado con datos experimentales obtenidos por literatura, se logró predecir la composición del gas producto de un proceso de gasificación del cisco de café en condiciones ideales. Conociendo las condiciones de operación más favorables, se desarrollaron pruebas experimentales, y con ayuda de un cromatógrafo de gases se analizó la composición del gas producto, al igual que su poder calorífico. Los resultados encontrados a lo largo de este trabajo presentan la gasificación de cisco de café como una alternativa energéticamente viable y eficiente. *
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En este trabajo se propuso la gasificación del cisco de café como una alternativa viable para remplazar los combustibles tradicionales y producir el calor necesario para el secado de café. Realizando pruebas experimentales de caracterización, como el análisis próximo y el análisis elemental, se determinó que el cisco de café presenta un bajo contenido de humedad, y un alto poder calorífico, propiedades óptimas para ser usadas en aplicaciones térmicas. Utilizando los resultados obtenidos en pruebas de termogravimetría, se logró generar modelos cinéticos que describen la descomposición térmica de la biomasa en diferentes atmósferas, simulando los procesos térmicos que ocurren al interior de un gasificador de lecho fijo downdraft. Aplicando tratamientos térmicos se mejoraron las características de la biomasa, principalmente el aumento en la densidad energética, mejorando la eficiencia del proceso, como también la calidad del gas producido. A partir de un modelo termodinámico, el cual fue validado con datos experimentales obtenidos por literatura, se logró predecir la composición del gas producto de un proceso de gasificación del cisco de café en condiciones ideales. Conociendo las condiciones de operación más favorables, se desarrollaron pruebas experimentales, y con ayuda de un cromatógrafo de gases se analizó la composición del gas producto, al igual que su poder calorífico. Los resultados encontrados a lo largo de este trabajo presentan la gasificación de cisco de café como una alternativa energéticamente viable y eficiente. *PregradoIngeniero MecánicoColombian economy is based in part on the agricultural sector, being one of the main producers of coffee in the world. The difficulty of traditional drying by means of open patios or canopies, forces coffee farmers to use conventional silos for coffee drying, these silos work with traditional fuels which increases production costs. In this work, coffee cisco gasification was analyzed as a feasible option to replace traditional fuels and produce enough heat for coffee drying. Performing experimental characterization tests, such as proximal analysis and elemental analysis, it was determined that coffee cisco has a low moisture content and a high heating value, optimal values in properties to be used in thermal applications. Using results obtained in thermogravimetry tests, it was possible to generate kinetic models that describe the thermal decomposition of biomass in different atmospheres, simulating thermal processes that occur inside a downdraft fixed bed gasifier. Applying thermal treatments, biomass characteristics were improved, mainly the energy density rise, improving the process efficiency, as well as syngas quality. From a thermodynamic model, which was validated with experimental data obtained by literature, it was possible to predict the gas composition produced by a gasification process at ideal conditions.Knowing the best operating conditions, experimental tests were developed and, with a gas chromatograph, the composition of the product gas was analyzed experimentally, as well as its heating value. The results found throughout this work present the gasification of coffee cisco as an energy-efficient alternative. *application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingenierías FisicomecánicasIngeniería MecánicaEscuela de Ingeniería MecánicaGasificadorCisco De CaféTermogravimetríaCinética De La ReacciónTorrefacciónCromatografíaCaracterización FisicoquímicaEquilibrio TermodinámicoDescomposición TérmicaPoder Calorífico.GasifierCoffee CiscoThermogravimetryReaction KineticsTorrefactionChromatographyPhysicochemical CharacterizationThermodynamic EquilibriumThermal DecompositionCalorific Power.Modelamiento matematico de un gasificador de cisco de cafe de lecho fijo downdraftMathematical modelo of a downdraft fixed-bed-gasifier for coffee cisco*Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceORIGINALCarta de autorización.pdfapplication/pdf163461https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/4614b734-3775-43cf-8de5-5838bef8e980/downloadfac308178d44bc628cd162870af6f5fdMD51Documento.pdfapplication/pdf3785098https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/6589a845-7a83-4972-8428-28de599e5bfa/downloada1f7d2894805f1ef6337d0268fe18ccbMD52Nota de proyecto.pdfapplication/pdf129931https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/02d8abc6-7dc1-4bdd-a5aa-51a67978c59e/download4746f80c64fe61b6875cbf13f55e3b09MD5320.500.14071/13602oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/136022023-04-05 23:21:48.837http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessembargohttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co