Cascarilla
Páginas: 108 (26818 palabras)
Publicado: 7 de octubre de 2015
ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA EL USO DE LA CASCARILLA DE
ARROZ COMO COMBUSTIBLE
DAVID QUICENO VILLADA
MARVIN YAIR MOSQUERA GUTIERREZ
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA Y MECÁNICA
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
SANTIAGO DE CALI
2010
ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA EL USO DE LA CASCARILLA DE
ARROZ COMO COMBUSTIBLE
DAVID QUICENO VILLADA
MARVINYAIR MOSQUERA GUTIERREZ
Trabajo de Grado para optar al título de Ingeniero Mecánico
Director
JOSE LUIS GERARDO RAMIREZ DUQUE
Ingeniero Mecánico, MSc.
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA Y MECÁNICA
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
SANTIAGO DE CALI
2010
Nota de aceptación:
Aprobado por el Comité de Grado en
cumplimiento de los requisitos exigidospor la Universidad Autónoma de
Occidente para optar al título de
Ingeniero Mecánico.
Ing. JOSÉ LUIS RAMÍREZ D._____
Director
Ing. LUZ MARINA FLOREZ P._____
Jurado
Ing. JORGE ENRIQUE LÓPEZ G._____
Jurado
Santiago de Cali, 23 de Abril de 2010.
3
A Dios por brindarnos salud y sabiduría.
A mis
padres y familia por su permanente e incesante apoyo, por el
acompañamiento durante todos estos años ypor el amor incondicional que sirvió
de base para nuestra motivación.
Marvin M.
Al vivo recuerdo de mi padre y al liderazgo demostrado por mi madre a lo largo de
todos estos años, el cual es el pilar que sostiene mi proyecto de vida.
David Q.
CONTENIDO
Pág.
GLOSARIO
16
RESUMEN
18
INTRODUCCIÓN
19
1. ANTECEDENTES
20
2. JUSTIFICACIÓN
21
3. AGROINDUSTRIA DEL ARROZ
22
3.1CLASIFICACIÓN DE LOS MOLINOS DE ARROZ
26
3.2 PRODUCCIÓN DE ARROZ
26
3.2.1 Producción mundial
26
3.2.2 Producción de arroz en Colombia
28
3.2.3 Consumo de arroz en Colombia
30
3.3 COSTOS DE LA PRODUCCIÓN DE ARROZ
30
4. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LA CASCARILLA
32
4.1 FORMA, TAMAÑO Y PESO
34
4.2 DENSIDADES
34
4.3 POROSIDAD
35
4.4 CONDUCTIVIDAD TERMICA
35
5
4.5 ANÁLISIS PRÓXIMO
354.6 ANÁLISIS ULTIMO
36
4.7 ANÁLISIS QUÍMICO DE LA CENIZA
38
4.8 TEMPERATURA DE FUSIÓN DE LA CENIZA
38
4.9 ANÁLISIS BROMATOLÓGICO
39
5. ESTADO ACTUAL DEL USO DE LA CASCARILLA DE ARROZ
42
5.1 ABONO
42
5.2 USO COMO COMPLEMENTO EN PROCESOS INDUSTRIALES
44
5.2.1
45
Cemento
5.2.2 Caucho
45
5.2.3
46
Usos de la cascarilla de arroz compactada
5.2.3.1 Fabricación de materialesaislantes
46
5.2.3.2 Fabricación de paneles de construcción
49
5.3
52
DESARROLLO TECNOLÓGICO
5.3.1 DYNATERM
53
5.3.2 Vapor para procesos industriales
58
5.3.3 Generación de electricidad
58
5.3.3.1
Sistema de recolección de la cascarilla de arroz
60
5.3.3.2
Sistema de alimentación
61
5.3.3.3
Sistema de combustión
61
5.3.3.4
Sistema de transformación de energía mecánica a eléctrica61
5.3.4 Combustión en parrilla
61
6
5.3.5 Combustión en lecho fluidizado
63
5.3.6 Gasificación
64
5.3.7 Digestión anaeróbica
67
6. USO DE LA CASCARILLA DE ARROZ COMO COMBUSTIBLE
68
6.1
70
BRIQUETAS Y PELLETS
6.1.1 Características energéticas de los pellets y briquetas
71
6.1.2 Procesos de obtención de pellets y briquetas
73
6.2
74
COMBUSTIÓN EN LECHO FLUIDIZADO
6.2.1Caracterización de combustión en lecho fluidizado
77
6.2.2 Estudio de caso: Mahanakom University of technology (Thailand)
78
6.3
80
PIRÓLISIS
6.3.1 Pirólisis de la madera
81
6.3.2 Pirólisis de materiales lignocelulósicos
82
6.4
GASIFICACIÓN
85
6.4.1 Tipos de gasificadores
87
6.4.2 Procesos investigativos
92
6.5
93
OBTENCIÓN DE BIOETANOL
6.5.1 Ventajas y desventajas del bioetanol
956.5.2 Obtención de bioetanol a partir de cascarilla de arroz
95
7. CONCLUSIONES
97
BIBLIOGRAFÍA
98
7
ANEXOS
101
8
LISTA DE CUADROS
Pág.
Cuadro 1. Producción de Arroz cáscara en la CAN (Tm).
28
Cuadro 2. Conductividad térmica de la cascarilla.
35
Cuadro 3. Análisis Próximo de la cascarilla de arroz.
36
Cuadro 4. Comparación del poder calorífico de la cascarilla de arroz....
ARROZ COMO COMBUSTIBLE
DAVID QUICENO VILLADA
MARVIN YAIR MOSQUERA GUTIERREZ
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA Y MECÁNICA
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
SANTIAGO DE CALI
2010
ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA EL USO DE LA CASCARILLA DE
ARROZ COMO COMBUSTIBLE
DAVID QUICENO VILLADA
MARVINYAIR MOSQUERA GUTIERREZ
Trabajo de Grado para optar al título de Ingeniero Mecánico
Director
JOSE LUIS GERARDO RAMIREZ DUQUE
Ingeniero Mecánico, MSc.
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA Y MECÁNICA
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
SANTIAGO DE CALI
2010
Nota de aceptación:
Aprobado por el Comité de Grado en
cumplimiento de los requisitos exigidospor la Universidad Autónoma de
Occidente para optar al título de
Ingeniero Mecánico.
Ing. JOSÉ LUIS RAMÍREZ D._____
Director
Ing. LUZ MARINA FLOREZ P._____
Jurado
Ing. JORGE ENRIQUE LÓPEZ G._____
Jurado
Santiago de Cali, 23 de Abril de 2010.
3
A Dios por brindarnos salud y sabiduría.
A mis
padres y familia por su permanente e incesante apoyo, por el
acompañamiento durante todos estos años ypor el amor incondicional que sirvió
de base para nuestra motivación.
Marvin M.
Al vivo recuerdo de mi padre y al liderazgo demostrado por mi madre a lo largo de
todos estos años, el cual es el pilar que sostiene mi proyecto de vida.
David Q.
CONTENIDO
Pág.
GLOSARIO
16
RESUMEN
18
INTRODUCCIÓN
19
1. ANTECEDENTES
20
2. JUSTIFICACIÓN
21
3. AGROINDUSTRIA DEL ARROZ
22
3.1CLASIFICACIÓN DE LOS MOLINOS DE ARROZ
26
3.2 PRODUCCIÓN DE ARROZ
26
3.2.1 Producción mundial
26
3.2.2 Producción de arroz en Colombia
28
3.2.3 Consumo de arroz en Colombia
30
3.3 COSTOS DE LA PRODUCCIÓN DE ARROZ
30
4. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LA CASCARILLA
32
4.1 FORMA, TAMAÑO Y PESO
34
4.2 DENSIDADES
34
4.3 POROSIDAD
35
4.4 CONDUCTIVIDAD TERMICA
35
5
4.5 ANÁLISIS PRÓXIMO
354.6 ANÁLISIS ULTIMO
36
4.7 ANÁLISIS QUÍMICO DE LA CENIZA
38
4.8 TEMPERATURA DE FUSIÓN DE LA CENIZA
38
4.9 ANÁLISIS BROMATOLÓGICO
39
5. ESTADO ACTUAL DEL USO DE LA CASCARILLA DE ARROZ
42
5.1 ABONO
42
5.2 USO COMO COMPLEMENTO EN PROCESOS INDUSTRIALES
44
5.2.1
45
Cemento
5.2.2 Caucho
45
5.2.3
46
Usos de la cascarilla de arroz compactada
5.2.3.1 Fabricación de materialesaislantes
46
5.2.3.2 Fabricación de paneles de construcción
49
5.3
52
DESARROLLO TECNOLÓGICO
5.3.1 DYNATERM
53
5.3.2 Vapor para procesos industriales
58
5.3.3 Generación de electricidad
58
5.3.3.1
Sistema de recolección de la cascarilla de arroz
60
5.3.3.2
Sistema de alimentación
61
5.3.3.3
Sistema de combustión
61
5.3.3.4
Sistema de transformación de energía mecánica a eléctrica61
5.3.4 Combustión en parrilla
61
6
5.3.5 Combustión en lecho fluidizado
63
5.3.6 Gasificación
64
5.3.7 Digestión anaeróbica
67
6. USO DE LA CASCARILLA DE ARROZ COMO COMBUSTIBLE
68
6.1
70
BRIQUETAS Y PELLETS
6.1.1 Características energéticas de los pellets y briquetas
71
6.1.2 Procesos de obtención de pellets y briquetas
73
6.2
74
COMBUSTIÓN EN LECHO FLUIDIZADO
6.2.1Caracterización de combustión en lecho fluidizado
77
6.2.2 Estudio de caso: Mahanakom University of technology (Thailand)
78
6.3
80
PIRÓLISIS
6.3.1 Pirólisis de la madera
81
6.3.2 Pirólisis de materiales lignocelulósicos
82
6.4
GASIFICACIÓN
85
6.4.1 Tipos de gasificadores
87
6.4.2 Procesos investigativos
92
6.5
93
OBTENCIÓN DE BIOETANOL
6.5.1 Ventajas y desventajas del bioetanol
956.5.2 Obtención de bioetanol a partir de cascarilla de arroz
95
7. CONCLUSIONES
97
BIBLIOGRAFÍA
98
7
ANEXOS
101
8
LISTA DE CUADROS
Pág.
Cuadro 1. Producción de Arroz cáscara en la CAN (Tm).
28
Cuadro 2. Conductividad térmica de la cascarilla.
35
Cuadro 3. Análisis Próximo de la cascarilla de arroz.
36
Cuadro 4. Comparación del poder calorífico de la cascarilla de arroz....
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