Diseño de un equipo a nivel de laboratorio para el secado de biomasa lignocelulósica

Abstract

La biomasa lignocelulósica proveniente de sectores forestales, agrícolas e industriales, por su potencial energético es considerada como una de las fuentes de energía renovable más rentables a nivel mundial. En relación con el costo logístico varía desde el lugar de producción hasta el centro de acopio donde se realiza el pre-proceso de densificación y reducción de volumen. La biomasa para aplicaciones energéticas se evalúa la humedad como un factor importante para procesos termoquímicos. Por lo tanto, se propone el diseño de un equipo de secado de biomasa lignocelulósica a nivel de laboratorio para la realización de pruebas experimentales con la finalidad de determinar los parámetros óptimos que debe alcanzar la biomasa de la región costa Ecuatoriana para ser utilizada para los procesos antes indicados. Se consideró el diseño de un secador de tipo de lecho fluidizado, donde se determinó la velocidad de fluidización requerida para el secado de astillas de tamaño previamente fijado, y el dimensionamiento de los componentes del equipo implementando conceptos de ingeniería mecánica. Posteriormente, se realiza simulaciones del diseño inicial para analizar el comportamiento fluido dinámico del sistema, utilizando el software de simulación fluido dinámica Solidworks. Como resultado se determinó que la energía necesaria para secar 5 kg debe ser de 4 kW, utilizando un ventilador centrifugo de 4 pulgadas con una potencia instalada de 450 W, elementos que garantizan alcanzar una temperatura de 52 ºC y una velocidad del fluido de 2 m/s a la entrada de la cámara de secado. Luego de un análisis de costos se concluye que es factible la construcción de un equipo de secado de biomasa que cumple con los requerimientos de diseño y que a través de los resultados simulados se garantiza una homogénea distribución de las líneas de flujo y temperatura durante el proceso de secado de biomasa