Extrusión de doble tornillo como pretratamiento mecánico para mejorar la producción de biometano a partir de biomasa agroindustrial, agrícola y de cultivos de cobertura
Autores: Chevalier, Arthur; Evon, Philippe; Monlau, Florian; Vandenbossche, Virginie; Sambusiti, Cecilia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Extrusión de doble tornillo como pretratamiento mecánico para mejorar la producción de biometano a partir de biomasa agroindustrial, agrícola y de cultivos de cobertura
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Gestión y eliminación de residuos
Palabras clave
Efectos del tratamiento mecánico
Extrusión de doble tornillo
Producción de biometano
Biomasas lignocelulósicas
Perfiles de tornillo de esfuerzo cortante
Pretratamiento por extrusión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio tuvo como objetivo evaluar los efectos del tratamiento mecánico a través de la extrusión de doble tornillo para mejorar la producción de biometano. Se evaluaron cuatro biomasas lignocelulósicas (es decir, subproductos de maíz dulce, triticale entero, residuos de maíz y paja de trigo) y se probaron dos perfiles de tornillo con diferentes tensiones de corte. Se evaluaron la composición química, la reducción del tamaño de partículas, la densidad aparente y la cristalinidad de la celulosa para mostrar el efecto del pretratamiento por extrusión en las propiedades fisicoquímicas del sustrato y sus capacidades de producción de metano bioquímico (BMP). Ambos pretratamientos mecánicos permitieron un aumento en la proporción de partículas con un tamaño de diámetro inferior a 1 mm (del 3.7% al 72.7%). El perfil más restrictivo también permitió una solubilización significativa de compuestos solubles en agua, del 5.5% al 13%. Esta extrusión de alto corte también reveló una reducción en la cristalinidad de la celulosa para los residuos de maíz (es decir, una reducción del 8.6%). Los subproductos de maíz dulce revelaron los valores de BMP más altos (338-345 NmL/gVS), seguidos por los residuos de maíz (264-286 NmL/gVS), la paja de trigo (247-270 NmL/gVS) y el triticale entero (233-247 NmL/gVS). Sin embargo, no se proporcionó una mejora estadística en la producción máxima de BMP por la extrusión de doble tornillo. No obstante, el análisis cinético de BMP demostró que ambos pretratamientos por extrusión fueron capaces de aumentar la constante de tasa específica (del 13% al 56% para la extrusión suave y del 66% al 107% para la de alto corte).
Descripción
Este estudio tuvo como objetivo evaluar los efectos del tratamiento mecánico a través de la extrusión de doble tornillo para mejorar la producción de biometano. Se evaluaron cuatro biomasas lignocelulósicas (es decir, subproductos de maíz dulce, triticale entero, residuos de maíz y paja de trigo) y se probaron dos perfiles de tornillo con diferentes tensiones de corte. Se evaluaron la composición química, la reducción del tamaño de partículas, la densidad aparente y la cristalinidad de la celulosa para mostrar el efecto del pretratamiento por extrusión en las propiedades fisicoquímicas del sustrato y sus capacidades de producción de metano bioquímico (BMP). Ambos pretratamientos mecánicos permitieron un aumento en la proporción de partículas con un tamaño de diámetro inferior a 1 mm (del 3.7% al 72.7%). El perfil más restrictivo también permitió una solubilización significativa de compuestos solubles en agua, del 5.5% al 13%. Esta extrusión de alto corte también reveló una reducción en la cristalinidad de la celulosa para los residuos de maíz (es decir, una reducción del 8.6%). Los subproductos de maíz dulce revelaron los valores de BMP más altos (338-345 NmL/gVS), seguidos por los residuos de maíz (264-286 NmL/gVS), la paja de trigo (247-270 NmL/gVS) y el triticale entero (233-247 NmL/gVS). Sin embargo, no se proporcionó una mejora estadística en la producción máxima de BMP por la extrusión de doble tornillo. No obstante, el análisis cinético de BMP demostró que ambos pretratamientos por extrusión fueron capaces de aumentar la constante de tasa específica (del 13% al 56% para la extrusión suave y del 66% al 107% para la de alto corte).