El bagazo ( / b ə ɡ æ s / bə- GAS ) es el material fibroso de pulpa seca que permanece después de la trituración de caña de azúcar o de sorgo tallos para extraer su jugo. [1] Se utiliza como biocombustible para la producción de calor, energía y electricidad, y en la fabricación de pulpa y materiales de construcción. El bagazo de agave es similar, pero es el material que queda después de extraer la savia de agave azul .
Etimología
La palabra proviene de bagage (francés) y bagazo (español), que significa basura o basura . Originalmente se refería al material que queda después de prensar aceitunas, nueces de palma y uvas. La palabra finalmente llegó a usarse en el contexto del procesamiento de plantas como la caña de azúcar y la remolacha azucarera. En la actualidad, suele referirse a los subproductos del ingenio de caña de azúcar. [1]
Descripción
El bagazo es el subproducto sólido cuando los componentes líquidos se extraen de las plantas. Gran parte del núcleo de esas plantas es una fibra "médula" heterogénea . Esta fibra es principalmente tejido de parénquima , junto con fibras de líber, corteza o tallo del esclerénquima .
A continuación, se muestra un ejemplo de análisis químico de bagazo lavado y secado: [2]
- Celulosa : 45–55%
- Hemicelulosa : 20-25%
- Lignina : 18-24%
- Ceniza: 1–4%
- Ceras : <1%
Producción
Por cada 10 toneladas de caña de azúcar triturada, una fábrica de azúcar produce casi tres toneladas de bagazo húmedo. Es un desafío usar este subproducto directamente como combustible debido al alto contenido de humedad, típicamente del 40 al 50 por ciento. En cambio, el bagazo generalmente se almacena antes de su posterior procesamiento.
Para la producción de electricidad, el bagazo se almacena en condiciones de humedad. En estas condiciones, el bagazo se somete a un proceso exotérmico suave a medida que los azúcares residuales se degradan ligeramente.
Para la producción de papel y pulpa, el bagazo se almacena normalmente húmedo para facilitar la posterior eliminación de cualquier resto de azúcar, así como las fibras de médula corta . Estas fibras impedirían el proceso de fabricación de papel.
Usos
Numerosos esfuerzos de investigación han explorado el uso del bagazo en la producción de materiales biológicos y como biocombustible en la generación de energía renovable . [3]
Combustible
Los ingenios azucareros suelen utilizar bagazo como fuente de combustible principal. Cuando se quema en cantidad, el bagazo produce suficiente energía térmica para alimentar completamente un ingenio azucarero típico, con algo de energía de sobra. La cogeneración es una configuración común, con esta energía adicional vendida a la red eléctrica del consumidor . Históricamente, el bagazo también se utilizó para alimentar locomotoras de vapor que llevaban la caña cortada a los molinos.
Las emisiones de CO 2 de la quema del bagazo en una planta de caña de azúcar son menores que la cantidad de CO 2 absorbida de la atmósfera cuando crece la caña de azúcar, lo que hace que el proceso sea neutro en carbono o mejor. [ cita requerida ] En países como Australia, las fábricas de azúcar contribuyen con esta energía "verde" a la red eléctrica. Hawaiian Electric Industries también quema bagazo para cogeneración.
El etanol producido a partir del azúcar es un combustible popular en Brasil . El bagazo rico en celulosa también se está investigando por su potencial para producir cantidades comerciales de etanol celulósico . Por ejemplo, hasta mayo de 2015, BP operó una planta de demostración de etanol celulósico en Jennings, Louisiana .
Varios investigadores han demostrado el potencial del bagazo para su uso en biocombustibles avanzados. [4] [5] Sin embargo, la idoneidad de estos combustibles crudos para motores convencionales y su compatibilidad con combustibles convencionales aún no ha sido probada. [6]
Pulpa, papel, cartón y piensos
En muchos países tropicales y subtropicales como India, China, Colombia, Irán, Tailandia y Argentina, el bagazo se usa comúnmente en lugar de la madera en la producción de pulpa, papel y cartón. Esta sustitución produce pulpa con propiedades físicas que son muy adecuadas para papel de imprenta y para cuadernos, productos de papel tisú, cajas y periódicos. [2] También se puede utilizar para fabricar tableros que se asemejen al contrachapado o tableros de partículas, conocidos como tableros de bagazo y tableros Xanita. Estos son ampliamente utilizados en la producción de tabiques y muebles.
El proceso industrial para convertir el bagazo en papel se desarrolló en 1937 en un pequeño laboratorio en Hacienda Paramonga, un ingenio azucarero en la costa de Perú propiedad de WR Grace Company . Utilizando un método prometedor inventado por Clarence Birdseye , [7] [8] la empresa compró una antigua fábrica de papel en Whippany, Nueva Jersey y envió bagazo desde Perú allí para probar la viabilidad del proceso a escala industrial. Las primeras máquinas de fabricación de papel de bagazo se diseñaron en Alemania y se instalaron en la planta de caña de azúcar de Cartavio en 1938. [9]
Del 26 al 27 de enero de 1950, Noble & Wood Machine Company, Kinsley Chemical Company y Chemical Paper Company demostraron conjuntamente la primera producción comercial exitosa de papel de periódico producido a partir de bagazo en las fábricas de Chemical Paper en Holyoke . El primer uso del proceso fue la impresión de una edición especial del Holyoke Transcript-Telegram . Esta demostración se realizó en colaboración con los gobiernos de Puerto Rico y Argentina debido a la importancia económica del producto en países sin fácil acceso a fibras de madera. El trabajo fue presentado ante representantes de 100 intereses industriales y funcionarios de 15 países. [10] [11] [12]
Algunos otros aspectos industriales destacados:
- Sociedad Paramonga fue comprada en 1997 por Quimpac [13] y en 2015 produjo 90.000 toneladas métricas de papel de oficina, papel higiénico y cartón para el mercado peruano. [14]
- K-Much Industry patentó un método para convertir el bagazo en alimento para ganado mezclándolo con melaza y enzimas (como la bromelina) y luego fermentándolo. Este producto se comercializa en Tailandia, Japón, Malasia, Corea, Taiwán y Oriente Medio y Australia. [ cita requerida ]
- Xanita, una empresa sudafricana, crea una mezcla que consta de un 30% de fibras de celulosa de bagazo y fibra de papel kraft reciclado para fabricar tableros compuestos ultraligeros. Estos se venden como una alternativa ecológica y sin formaldehído al MDF y los tableros de partículas . [15]
- Pars Paper co. es uno de los mayores productores de pulpa de bagazo de Irán. [16] Esta empresa produce pulpa de bagazo apta para alimentos, que exporta principalmente a India y Asia oriental. También fabrican vajillas y cajas de comida biodegradables. Estos productos son ecológicos, no tóxicos y compostables.
Nanocelulosa
La nanocelulosa , un producto de mayor valor, se puede producir a partir del bagazo [17] mediante varios procesos convencionales y novedosos. [18]
Impacto en la salud
La exposición en el lugar de trabajo al polvo proveniente del procesamiento del bagazo puede causar bagazo , un subtipo de la enfermedad pulmonar crónica fibrosis pulmonar . [19]
Consumo humano
La fibra de caña de azúcar, una variedad de bagazo procesado, a veces se agrega a la alimentación humana. [20] Es una fibra soluble que puede ayudar a promover la regularidad intestinal. [20] Un estudio en animales sugiere que la fibra de caña de azúcar combinada con una dieta alta en grasas puede ayudar a controlar la diabetes tipo 2 . [21] Es una buena fuente de ácidos lignocérico y cerótico. [22]
En la Región Autónoma de Guangxi Zhuang en China , el bagazo se usa a veces para ahumar tocino y salchichas.
Ver también
- Biocombustible
- Bioenergía
- Rastrojo de maíz
Referencias
- ^ a b "Bagazo - fibra vegetal" . Britannica . Encyclopædia Britannica, Inc. 2016-05-10 . Consultado el 24 de enero de 2021 .
- ^ a b Rainey, Thomas J (2009). Estudio de las propiedades de permeabilidad y compresibilidad de la pulpa de bagazo . Brisbane: Universidad Tecnológica de Queensland.
- ^ Maheswari RU, Mavukkandy MO, Adhikari U., Naddeo V., Sikder J., Arafat HA (2020). "Efecto sinérgico del ácido húmico sobre el pretratamiento alcalino del bagazo de caña de azúcar para la recuperación de lignina con propiedades fenomenales" .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Kosinkova, Jana; Ramírez, Jerónimo; Jablonsky, Michal; Ristovski, Zoran; Brown, Richard; Rainey, Thomas (24 de mayo de 2017). "Energía y conversión química de cinco materias primas lignocelulósicas australianas en bio-crudo mediante licuefacción" . Avances RSC . 7 (44): 27707–27717. doi : 10.1039 / C7RA02335A .
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Otras lecturas
- El potencial de la cogeneración basada en bagazo en los EE . UU. , Kevin Ho, Universidad de Columbia, 2006.