Obtención y caracterización de Biochar a partir de cáscaras de cacao mediante pirólisis asistida por microondas.

Abstract

Estudio de la obtención y caracterización fisicoquímica del Biochar mediante pirólisis asistida por microondas a partir de la biomasa residual de los desechos agrícolas del sector cacaotero ecuatoriano, cáscara de mazorca de cacao (Theobroma cacao), las mismas se acondicionaron mediante secado, trituración y molienda a un tamaño de partícula uniforme (malla de 1 mm). La biomasa seleccionada se colocó en un recipiente de cuarzo e introdujo en el reactor de microondas para su pirólisis, alcanzando temperaturas máximas de 420 a 477 °C. El proceso de pirólisis se realizó variando las condiciones de operación del equipo, potencia (600 y 720 W) y tiempo (10, 15 y 20 min) y el Biochar obtenido se almacenó para su posterior caracterización mediante las siguientes técnicas instrumentales: absorción atómica, análisis elemental y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), además se realizó un análisis de la distribución del tamaño de partícula, análisis proximal que involucra al carbono fijo, contenido de cenizas, humedad, material volátil y la medición de la conductividad y pH. Los valores obtenidos se evaluaron mediante un análisis de varianza (ANOVA) con el propósito de apreciar la influencia de la variación de los factores potencia y tiempo sobre el rendimiento del Biochar y sus propiedades fisicoquímicas. A partir de los resultados obtenidos y del análisis de varianza (ANOVA) se concluye que las variables potencia y tiempo presentan influencia significativa sobre el rendimiento y sus propiedades fisicoquímicas, las mejores condiciones de obtención fueron a 720 W y 15 min, con un rendimiento promedio máximo de 31.48%.

Study of the obtaining and physicochemical characterization of Biochar by microwaveassisted pyrolysis from the residual biomass of agricultural waste from the Ecuadorian cocoa sector, cocoa pod shell (Theobroma cacao) which were conditioned by drying, crushing, and grinding to uniform particle size (1 mm mesh). The selected biomass was placed in a quartz container and introduced into the microwave reactor for pyrolysis, reaching maximum temperatures of 420 to 477 °C. The pyrolysis process was carried out by varying the operating conditions of the equipment, power (600 and 720 W), and time (10, 15, and 20 min). The Biochar obtained was stored for later characterization using the following instrumental techniques atomic absorption, elemental analysis, and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). In addition, it was conducted an analysis of the particle size distribution, proximal analysis which involves fixed carbon, ash content, moisture, volatile material, and measurement of conductivity and pH. The values obtained were evaluated through an analysis of variance (ANOVA) to assess the influence of the variation of the power and time factors in the Biochar performance and its physicochemical properties. From the results obtained and the analysis of variance (ANOVA), it is concluded that the power and time variables have a significant influence on the performance and their physicochemical properties, the best conditions for obtaining were at 720 W and 15 min, with an average yield maximum of 31.48%.