Facultad Regional Córdoba
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Item Pirólisis de residuos agrícolas: estudio comparativo de cáscara de maní y cáscara de arroz(2017) Fermanelli, Carla S.; González, Daniel Elías; Saux, Clara; Pierella, Liliana BeatrizSe realizaron pirólisis de residuos biomásicos de origen agrícola en un reactor de lecho fijo a diferentes temperaturas, en el rango de 350 °C a 650 °C. Se investigó el efecto de la temperatura de pirólisis y el tipo de biomasa sobre el rendimiento y composición de los productos de reacción (bio-oil, bio-gas y bio-carbón), encontrándose que las temperaturas óptimas son de 550 °C para la cáscara de arroz y 500 °C para la cáscara de maní. El máximo rendimiento a bio-oil fue de 45.35% para el primero y de 50.76% para el segundo. No se encontraron diferencias significativas en la composición química de los bio-oils obtenidos a esas temperaturas.Item Revalorización de la cáscara de maní: implementación de un sistema pirolítico para generar productos químicos de interés(2016) Fermanelli, Carla S.; Saux, Clara; Pierella, Liliana BeatrizSiendo la actividad agropecuaria una de las principales bases de la economía de nuestro país, surge el interés por dotar de valor agregado a algunos de los residuos que genera este sector productivo. Entre los desechos de la industrialización del maní, se encuentra la cáscara, que representa alrededor del 25% de lo cosechado. Actualmente, este residuo no posee un uso alternativo económicamente rentable en Argentina, y resulta para la industria manisera un verdadero inconveniente por el extraordinario volumen que ocupa - densidad= 0,10 kg/dm3 - y los problemas asociados al acopio en silos derivados del peligro de autoignición generado por sus características fisicoquímicas. Una alternativa para la revalorización de este residuo es la generación de productos químicos de interés tales como moléculas plataforma para las industrias alimenticia, cosmética, farmacéutica a partir del tratamiento pirolítico del mismo. La pirólisis de la biomasa genera tres líneas de productos: bio-gas, bio-carbón y bio-líquido (bio-oil). Mediante el empleo de catalizadores sólidos (zeolitas microporosas ZSM-5 en forma protónica y modificadas por la incorporación de metales de transición: Co y Fe) se buscó mejorar el rendimiento y la composición del bio-oil producido en la reacción, con respecto a la pirólisis puramente térmica.Item Aprovechamiento de un residuo agrícola para la obtención de productos químicos de interés(2016) Fermanelli, Carla S.; Saux, Clara; Pierella, Liliana BeatrizEn nuestro país la producción de combustibles y de químicos de alto valor agregado está relacionada principalmente con el petróleo. Sin embargo, las perspectivas de su agotamiento a mediano plazo, así como los aspectos ambientales vinculados con su empleo, vienen impulsando desde hace varias décadas el desarrollo de nuevas tecnologías para el aprovechamiento de fuentes de energía renovables que diversifiquen la matriz energética de un modo ambientalmente más amigable [1]. En este sentido el aprovechamiento de residuos de biomasa se presenta como un desafío sumamente interesante en cuanto a que no sólo sustituye una fuente escasa, sino que da solución al desperdicio de procesos productivos nacionales y regionales. En particular, el empleo de cáscaras de maní despierta notable interés para los productores de la provincia de Córdoba. En este trabajo se propone la generación de productos químicos de interés a partir del tratamiento pirolítico de cáscaras de maní. De este proceso se generan tres líneas de productos: bio-gas, bio-oil y bio-carbón. Mediante el empleo de catalizadores sólidos (zeolitas microporosas ZSM-5 modificadas por la incorporación de metales de transición: Co, Ni, Fe) se buscó aumentar el rendimiento del bio-oil y mejorar la composición del mismo, con respecto a la reacción no catalizada. El sistema de reacción consistió en un reactor de vidrio tubular el cual se introdujo en un horno eléctrico con control de temperatura. La biomasa se colocó dentro de una canasta de vidrio porosa y los gases producidos durante la pirólisis fueron arrastrados por una corriente de N2 y puestos en contacto con un lecho de cuarzo y catalizador. A la salida del reactor se colocó una trampa de condensables sumergida en una mezcla refrigerante y una trampa para gases. Los productos de reacción se analizaron por Cromatografía Gaseosa y CG-Masas. Los resultados obtenidos al cabo de 20 min trabajando a 500°C indican un rendimiento de aproximadamente el 26 % de bio-gas, 46% de bio-oil y 28% de bio-carbón. Cuando se emplearon CoFe-ZSM-5 y Co Ni-ZSM-5 como catalizadores se observó un considerable incremento en la concentración de xilenos, cumeno, trimetilbenceno, entre otros, los cuales dotan a este producto líquido de características muy interesantes para su análisis como bio-combustible.Item Revalorización de residuos agrícolas por pirólisistérmica y catalítica(2016) Fermanelli, Carla S.; Saux, Clara; Pierella, Liliana BeatrizSe realizaron pirolisis térmicas y catalíticas de cáscaras de maní en un reactor de lecho fijo a 500ºC y durante 20 minutos, con una relación biomasa:catalizador de 1:1, en pos de lograr la revalorización del desecho. Los materiales catalíticos evaluados fueron zeolitas Y en forma protónica y con 3 y 6% de níquel incorporado a la misma. Se estudió el efecto de los catalizadores sobre la composición y el rendimiento de los productos de reacción y los resultados se compararon con las corridas netamente térmicas. No se observaron diferencias cualitativas entre los bio-oils de las experiencias térmicas y catalíticas. En contraposición, el rendimiento del líquido aumentó al aumentar la proporción de níquel en el catalizador.Item Síntesis y caracterización de bio-carbones obtenidos a partir de residuos lignocelulósicos(2020) Fermanelli, Carla S.; Rodríguez, Natacha; Vargas Gil, Silvina; Saux, Clara; Pierella, Liliana BeatrizLas provincias de Córdoba, Santa Fe y Entre Ríos integran la Región Centro Pampeana Norte. En ella, las actividades económicas predominantes, se concentran en la producción agropecuaria y en las industrias procesadoras de materias primas de origen agropecuario. Estas últimas, luego de los procesos de producción, generan una serie de residuos que cuando no son debidamente gestionados, se liberan al medio ocasionando serios problemas de contaminación ambiental (Bragachini y Mathier, 2016). En este contexto, la industrialización del maní, el arroz y el trigo revisten particular importancia debido al volumen de residuos que generan, dado que no en todos los casos son adecuadamente dispuestos o no tienen un uso económico rentable. Como bio-carbón se conoce a la fracción sólida de la pirólisis de biomasa. Además de su papel como un adsorbente eficaz, el bio-carbón es ampliamente reconocido como un importante sumidero de carbono en el ciclo biogeoquímico y aplicado al suelo podría disminuir o controlar la emisión de gases de efecto invernadero, secuestrando el carbono orgánico presente en el suelo, o disminuyendo su mineralización (Majumder et al., 2019; Basalirwa et al., 2020). La búsqueda de la sustentabilidad lleva asociado el concepto de economía circular, el cual refiere a una sociedad en la cual los materiales son reciclados y reutilizados y pocos residuos finales son generados (Geissdoerfer et al., 2017). En este sentido, el objetivo del presente trabajo fue valorizar la biomasa residual de la agroindustria local, a través de la síntesis y caracterización de los bio-carbones obtenidos de la pirólisis de las mismas.Item Hacia la valorización de bio-residuos: la cáscara de maní como materia prima para la obtención de hidrocarburos.(2021) Fermanelli, Carla S.; Diguilio, Eliana; Vargas Gil, Silvina; Renzini, María Soledad; Saux, Clara; Pierella, Liliana BeatrizEl propósito de este trabajo fue valorizar un bio-residuo regional (cáscara de maní) a través de un modesto proceso de pirólisis termocatalítica. Zeolitas ZSM-11 modificadas mediante tratamiento alcalino y por la incorporación de níquel (Ni) fueron sintetizadas y extensamente caracterizadas. Estos materiales porosos se evaluaron como catalizadores heterogéneos para mejorar la composición del bio-oil. En este sentido, se obtuvieron mayores rendimientos de hidrocarburos y químicos de calidad y se disminuyeron los compuestos oxigenados.Item Síntesis de carbones activados a partir de bio-char de pirólisis de cáscara de maní.(2020) Fermanelli, Carla S.; Rodriguez, Natacha; Vargas Gil, Silvina; Saux, Clara; Pierella, Liliana BeatrizSe estudiaron dos tipos de síntesis de carbones activados empleando como materia prima el bio-char obtenido de la pirólisis de cáscara de maní a 500 °C. Se evaluó el efecto de la temperatura de activación (70, 550 y 750°C) así como la influencia de la relación agente activante: bio-char en las proporciones 1:1 y 3:1. Se encontró que las mayores áreas superficiales se obtuvieron a 550 °C y con una relación de 3:1.Item Optimización del bio-oil de pirólisis de cáscara de maní por agregado de residuos plásticos(2019) Rocha, María V.; Fermanelli, Carla S.; Fracanzani, Edoardo; Saux, Clara; Pierella, Liliana Beatriz; Renzini, María SoledadLa biomasa de cáscara del maní que se produce fruto del proceso de la obtención del grano es una de las mayores problemáticas que tienen planteadas en la actualidad las empresas del rubro manisero. Según datos suministrados por R. Bongiovanni en la revista RIA del INTA el 23% de lo cosechado corresponde a cáscara, superando las 250.000 toneladas anuales. Considerando dicha situación, en el presente proyecto se plantea valorizar dicho residuo a través de un proceso pirólítico (reacción térmica en ausencia de oxígeno). La pirólisis de cáscara de maní genera una corriente de productos líquidos (bio-oil) de composición interesante para la industria química. Sin embargo, debido a la compleja estructura de la cáscara, se obtienen productos con un alto contenido de oxígeno y la concentración de agua es elevada, siendo necesario encontrar una alternativa que mejore estas condiciones. De esta manera se propone el agregado de residuos plásticos como co- reactantes en pos de disminuir los compuestos orgánicos oxigenados y aumentar el contenido de hidrocarburos aromáticos (HCA) existentes en la composición del mismo. Además, se plantea el empleo de catalizadores que favorezcan las propiedades del bio- oil obtenido. La fracción líquida (bio-oil) o hidrocarburos líquidos correspondería a una mezcla de hidrocarburos alifáticos y compuestos aromáticos, que se obtienen de la condensación de los gases producidos durante la reacción; estos componentes líquidos son importantes en la industria química y petroquímica, como disolventes, constituyentes de combustibles, etc. La fracción gaseosa, constituída por los productos no condensables, puede ser utilizada como fuente de energía. Por su parte, los productos carbonosos obtenidos pueden ser empleados directamente como fertilizantes o combustibles por su interesante poder calorífico. De esta manera se expone el gran provecho que se le puede dar a dos fuentes de residuos, como son la cáscara de maní y los plásticos vertidos como basura, convirtiéndolos en productos de gran interés para las industria e inclusive como fuentes de energías independientes de los hidrocarburos fósiles. Los resultados del desarrollo de este proyecto permitirán ofrecer a la institución adoptante, Cámara Argentina de Maní (CAM), una alternativa muy interesante para dar solución a la problemática del acopio de cáscara de maní existente en las empresas productoras y elaboradoras de maní, que conforman el sector agroindustrial manisero, nucleadas en dicha cámara.