Transformación de biomasa lignocelulósica municipal mediante conversión termoquímica para obtención de fracciones sólidas de carbones en la ciudad de Chiclayo

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dc.contributor.advisorFlores Franco, Jorge Enrique
dc.contributor.advisorCarbajal Gamarra, Félix Martín
dc.contributor.authorVásquez Llanos, Segundo Alberto
dc.date.accessioned2024-09-07T18:57:53Z
dc.date.available2024-09-07T18:57:53Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractEn el presente estudio, se utilizó las ramas podadas de Ficus benjamina (Fb) para obtener fracciones sólidas de carbones mediante el proceso de carbonización, realizado en una mufla eléctrica a las temperaturas de 400, 500 y 600 °C durante 2 horas. Se evaluó las propiedades fisicoquímicas, propiedades energéticas, el rendimiento másico y energético y las propiedades texturales de las fracciones sólidas de carbones. Con el aumento de la temperatura de carbonización disminuyó significativamente (p ˂ 0.05) los contenidos de materia volátil de 26.58 a 17.04 %, hidrógeno de 2.71 a 1.76 % y oxígeno de 19.27 a 15.14 %, la relación H/C de 0.49 a 0.31, la relación O/C de 0.22 a 0.17, el rendimiento másico de 34.32 a 28.59 %, el rendimiento energético de 51.60 a 39.96 % y el poder calorífico superior de 26.07 a 24.23 MJ/kg. En cambio, con el incremento de la temperatura aumentó los contenidos de cenizas de 10.49 a 13.41 %, carbón fijo de 62.93 a 69.55 %, carbono de 66.71 a 68.93 %, pH de 8.64 a 10.49, la conductividad eléctrica de 1.48 a 3.21 dS/m, el área superficial BET de 3.49 a 26.04 m2/g y el volumen total de poros de 0.0018 a 0.013 cm3/g, mientras que la concentración de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) no siguió una tendencia proporcional con la temperatura. La concentración total de HAP varió en el rango de 160.17 a 23.40 μg/kg. La temperatura de carbonización de 400 a 600 °C realizó diversos cambios en las propiedades fisicoquímicas, energéticas y texturales de las ramas de árboles de Fb. Las fracciones sólidas de carbones producidos a partir de las ramas de Fb mostraron una superficie más aromática y menos hidrofilica con áreas superficiales BET bajas, con elevado poder calorífico en el rango de carbón bituminoso, subbituminoso y carbón vegetal y baja concentración total de HAPs, los cuales no representa toxicidad cuando se incorpore al suelo. Por lo tanto, las fracciones sólidas producidas tienen potencial para ser utilizado como combustible sólido, remediador de suelo y agente secuestrante de carbono, específicamente el carbón obtenido a la temperatura de 500 °C tiene potencial para uso como fuente de energía, agronómica y ambiental. En general las fracciones sólidas de carbones producidos a partir de las ramas de Fb a la temperatura de carbonización de 400, 500 y 600 °C cumplen con los requisitos establecidos por IBI y EBC.
dc.description.abstractIn the present study, pruned branches of Ficus benjamina (Fb) were used to obtain solid carbon fractions through the carbonization process, carried out in an electric muffle at temperatures of 400, 500 and 600 °C for 2 hours. The physicochemical and energetic properties, mass and energy yield, and textural properties of the solid coal fractions were evaluated. With increasing carbonization temperature, the contents of volatile matter decreased significantly (p ˂ 0.05) from 26.58 to 17.04 %, hydrogen from 2.71 to 1.76 % and oxygen from 19.27 to 15.14 %, the H/C ratio from 0.49 to 0.31, the O/C ratio from 0.22 to 0.17, the mass yield from 34.32 to 28.59 %, the energy yield from 51.60 to 39.96 % and the superior heating value from 26.07 to 24.23 MJ/kg. However, with increasing temperature, the ash content increased from 10.49 to 13.41 %, fixed carbon from 62.93 to 69.55 %, carbon from 66.71 to 68.93 %, pH from 8.64 to 10.49, and electrical conductivity from 1.48 to 3.21 dS/m, the BET surface area from 3.49 to 26.04 m2/g and the total pore volume from 0.0018 to 0.013 cm3/g, while the concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) did not follow a proportional trend with temperature. The total concentration of PAH varied in the range of 160.17 to 23.40 μg/kg. The carbonization temperature of 400 to 600 °C made various changes in the physicochemical, energetic, and textural properties of the branches of the Fb tree. The solid fractions of the coals produced from the Fb branches showed a more aromatic and less hydrophilic surface with low BET surface areas, with a high calorific value in the range of bituminous, sub-bituminous coal and charcoal, and low total concentration of PAHs, which do not represent toxicity when incorporated into the soil. Therefore, the solid fractions produced have the potential to be used as solid fuel, soil remediator, and carbon sequestration agent, specifically the coal obtained at a temperature of 500 °C has the potential to be used as an energy, agronomic, and environmental source. In general, the solid fractions of carbons produced from Fb branches at the carbonization temperature of 400, 500 and 600 °C meet the requirements established by IBI and EBC.
dc.formatapplication/pdf
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14414/22236
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Nacional de Trujillo
dc.publisher.countryPE
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.sourceUniversidad Nacional de Trujillo
dc.sourceRepositorio Institucional - UNITRU
dc.subjectHUMANITIES and RELIGION::History and philosophy subjects::History subjects::History
dc.subject.ocdehttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.04.00
dc.titleTransformación de biomasa lignocelulósica municipal mediante conversión termoquímica para obtención de fracciones sólidas de carbones en la ciudad de Chiclayo
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
renati.advisor.dni17865089
renati.advisor.dni16759699
renati.advisor.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0877-7714
renati.advisor.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-9276-4427
renati.author.dni16748513
renati.discipline531038
renati.jurorWong López, Ernesto Segundo
renati.jurorHurtado Gastañadui, Miguel Eduardo
renati.jurorRuíz Benites, Segundo Domingo
renati.jurorFlores Franco, Jorge Enrique
renati.levelhttp://purl.org/pe-repo/renati/level#doctor
renati.typehttp://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis
thesis.degree.disciplineDoctorado en Ingeniería Química Ambiental
thesis.degree.grantorUniversidad Nacional de Trujillo. Escuela de Posgrado
thesis.degree.nameDoctor en Ingeniería Química Ambiental
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