Repositorio UFRO · Omeka S

Brown pellet production using wheat straw from southern cities in Chile

Primer Autor	Azocar, Laura
Co-autores	Hermosilla, Ninoska Gay, Antonia Rocha, Sebastian Diaz, Juan Jara, Paulina
Título	Brown pellet production using wheat straw from southern cities in Chile
Editorial	ELSEVIER SCI LTD
Revista	FUEL
Lenguaje	en
Resumen	In this study, the torrefaction process was optimized to improve the energy yield (Y-energy) in wheat straw pellet production. Wheat is the main agricultural product of Chile and cultivated in approximately 262 000 ha of land. Additionally, solid biofuel alternatives are necessary in the southern cities of Chile to reduce the pollution produced by low-quality firewood used as fuel. That being the case, it appears that wheat straw is a feasible raw material for solid biofuel production. In the current study, the torrefaction of wheat straw was optimized in a thermogravimetric analyzer using the response surface methodology (RSM). The polynomial model generated from the RSM study showed that heating rate and temperature were significant variables on the response variable, Y-energy, time was insignificant. It was shown that a decrease in temperature of up to 130 degrees C resulted in an enhancement of the Y-energy value, and at the aforementioned temperature, a low heating rate improved Y-energy Following the conditions predicted by the model, torrefaction assays were conducted in a bench scale reactor under light torrefaction conditions: a torrefaction temperature of 145 degrees C, heating rate of 3 degrees C/min, and final torrefaction time of 50 min. The torrefied biomass was employed in a pellet production process that was performed in a pilot plant facility. The pellet produced from the torrefied biomass under light torrefaction conditions was named "brown pellet" because of its color. Most of the pellet properties satisfy the Standards for Industrial pellets (ISO 17225-6). This showed that light torrefaction temperature can be a potential pretreatment to achieve a commercial production process. Finally, an interesting result was obtained-the bulk density of brown pellets (568 +/- 8 kg/m(3)) was considerably higher compared to that of wheat straw pellets (469 +/- 8 kg/m(3)). This was probably caused by an increment in grinding characteristics. Further studies that focus on identifying the effects of light torrefaction conditions on the mechanical properties of wheat straw pellets should be conducted. En este estudio, el proceso de torrefacción se optimizó para mejorar el rendimiento energético (energía Y) en la producción de pellets de paja de trigo. El trigo es el principal producto agrícola de Chile y se cultiva en aproximadamente 262 000 ha de tierra. Además, las alternativas de biocombustibles sólidos son necesarias en las ciudades del sur de Chile para reducir la contaminación producida por la leña de baja calidad utilizada como combustible. Siendo ese el caso, parece que la paja de trigo es una materia prima viable para la producción de biocombustibles sólidos. En el estudio actual, la torrefacción de la paja de trigo se optimizó en un analizador termogravimétrico utilizando la metodología de superficie de respuesta (RSM). El modelo polinomial generado a partir del estudio RSM mostró que la velocidad de calentamiento y la temperatura fueron variables significativas en la variable de respuesta, energía Y, el tiempo fue insignificante. Se demostró que una disminución de la temperatura de hasta 130 grados C resultó en una mejora del valor de la energía Y, y a la temperatura antes mencionada, una baja tasa de calentamiento mejoró la energía Y Siguiendo las condiciones predichas por el modelo, se llevaron a cabo ensayos de torrefacción en un reactor a escala de banco bajo condiciones de torrefacción ligera: una temperatura de torrefacción de 145 grados C, una tasa de calentamiento de 3 grados C/min y un tiempo final de torrefacción de 50 min. La biomasa torrefacta se empleó en un proceso de producción de pellets que se realizó en una planta piloto. El pellet producido a partir de la biomasa torrefacta bajo condiciones de torrefacción ligera se denominó "pellet marrón" debido a su color. La mayoría de las propiedades de los pellets satisfacen las Normas para pellets industriales (ISO 17225-6). Esto demostró que la temperatura de torrefacción ligera puede ser un pretratamiento potencial para lograr un proceso de producción comercial. Finalmente, se obtuvo un resultado interesante: la densidad aparente de los pellets marrones (568 ± 8 kg/m³) fue considerablemente mayor que la de los pellets de paja de trigo (469 ± 8 kg/m³). Esto probablemente se debió a un aumento en las características de molienda. Se recomienda realizar estudios adicionales que identifiquen los efectos de las condiciones de torrefacción ligera en las propiedades mecánicas de los pellets de paja de trigo.
Tipo de Recurso	Artículo original
Description	Este trabajo fue apoyado por el proyecto FONDECYT 11140823, Chile. Los autores desean agradecer a Paulo Muñoz de California Pellet, Chile, Dirección de Cooperación Internacional, Universidad de La Frontera, Chile y Dirección de Investigación, Universidad Católica de la Santísima Concepción, Chile. This work was supported by FONDECYT project 11140823, Chile. The authors wish to thank Paulo Munoz of California Pellet, Chile, Direccion de Cooperacion Internacional, Universidad de La Frontera, Chile and Direccion de Investigacion, Universidad Catolica de la Santisima Concepcion, Chile.
doi	10.1016/j.fuel.2018.09.039
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	Torrefaction Biomass Wheat straw Pellet Brown pellet Light torrefaction conditions Torrefacción Biomasa Paja de trigo Bolita Pellet marrón Condiciones de torrefacción ligera
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2018.09.039
Categoría OCDE	Energy & Fuels# Engineering, Chemical
Materias	Torrefaction Biomass Wheat straw Pellet Brown pellet Light torrefaction conditions Torrefacción Biomasa Paja de trigo Bolita Pellet marrón Condiciones de torrefacción ligera
Disciplinas de la OCDE	Agricultura Ingeniería Química Bioproductos (Biocombustibles)
Versión del recurso (Recomendado-único)	version publicada
Tipo de ruta	hibrida verde
Access Rights	metadata
Derechos de acceso	metadata
Id de Web of Science	WOS:000448573200079
Título de la cita (Recomendado-único)	Brown pellet production using wheat straw from southern cities in Chile
Identificador del recurso (Mandatado-único)	Artículo original
Editorial	ELSEVIER SCI LTD
Revista/Libro	FUEL
Categoría WOS	Energía y Combustibles Ingeniería, Química
ISSN	0016-2361
Idioma	en
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	ANID FONDECYT 11140823
Descripción	This work was supported by FONDECYT project 11140823, Chile. The authors wish to thank Paulo Munoz of California Pellet, Chile, Direccion de Cooperacion Internacional, Universidad de La Frontera, Chile and Direccion de Investigacion, Universidad Catolica de la Santisima Concepcion, Chile.
Formato	pdf
Página de inicio (Recomendado-único)	823
Página final (Recomendado-único)	832
Entidad financiadora	ANID FONDECYT 11140823