La investigación sobre la producción de energía a partir de biomasa suele centrarse en la cantidad de energía generada. Pero también es importante considerar cuánta energía se destina al proceso, un componente que a menudo se descuida, dice Tony Grift, profesor de Ingeniería Agrícola y Biológica en la Facultad de Agricultura, Ciencias Ambientales y del Consumidor y la Facultad de Ingeniería Grainger de la Universidad de Illinois.

Grift es coautor de un nuevo estudio, publicado en Informes de tecnología de fuentes biológicas , que analiza la eficiencia de bioconversión de dos productos que se utilizan a menudo como biomasa para la producción de energía, miscanthus giganteus y bagazo de caña de azúcar.

"Nuestro objetivo era determinar cuánta energía se necesita para preparar estos materiales. Es una mirada completa a varios métodos de preprocesamiento y su relación con la eficiencia de conversión, " el explica.

Los dos materiales fueron elegidos por su importancia para la producción de energía. El miscanto se cultiva típicamente como cultivo ornamental, pero tiene una gran cantidad de biomasa y crece fácilmente con muy poco uso de nitrógeno. El bagazo de caña de azúcar es el subproducto que queda después de triturar la caña de azúcar para extraer el jugo y obtener azúcar.

El estudio se realizó en colaboración con químicos de la Universidad de California en Berkeley. Grift dice que el enfoque interdisciplinario hace que la investigación sea única, porque considera todo el balance energético. Los investigadores de la U de I estudiaron el gasto energético de los materiales de cosecha y preprocesamiento, mientras que los químicos de Berkeley se centraron en convertir la biomasa en glucosa, que se utiliza para fabricar etanol.

Los investigadores definieron el porcentaje de valor calorífico inherente (PIHV), que mide la cantidad de energía que entra y sale del proceso de producción. "Te dice que tienes una cierta cantidad de biomasa, que contiene una cierta cantidad de energía. ¿Cuánta energía gastas en procesar? No desea gastar más del 5% del valor total de energía, "Grift dice.

Los investigadores sometieron los dos materiales a nueve métodos de preprocesamiento diferentes, ya sea por separado o como una mezcla. El preprocesamiento se realiza por varias razones, Grift lo explica. Después de que se cosecha la cosecha, necesita ser transportado a una planta de procesamiento, y hacer que el transporte sea eficiente, el material primero se somete a un proceso llamado trituración, en el que está picado o cortado en trozos más pequeños, y luego se comprime.

Grift explica que la recolección y la compresión no agregan mucho a la ecuación energética. La principal fuente de gasto energético es la trituración, o reducción de tamaño. Eso eleva el gasto de energía al 5% ". Los tamaños de partículas más pequeños facilitan la compresión, ", dice." También es mejor para la producción de energía, porque proporciona un área de superficie más grande para que las enzimas se unan en el proceso de conversión. Pero la trituración requiere una cierta cantidad de energía, por lo que hay una compensación ".

Los métodos de preprocesamiento incluían tallos picados y cortados, peletización, transformación en polvo, y varios niveles de compresión. De los nueve grupos de tratamiento, cinco incluido miscanthus, tres incluían bagazo de caña de azúcar, y uno incluía una mezcla de los dos productos. Todos los materiales procesados ​​se sometieron a los mismos procesos químicos para liberar la glucosa.

Los investigadores también evaluaron los efectos del tamaño de las partículas, nivel de compresión, y combinación de la eficiencia de conversión de biomasa. Los resultados mostraron que la trituración tuvo un efecto positivo en la eficiencia del miscanthus pero no del bagazo de caña de azúcar. mientras que lo contrario fue el caso de la peletización. Los investigadores también encontraron que una mezcla 50/50 de los dos materiales tenía una mayor eficiencia de conversión que el bagazo de caña de azúcar. pero no hubo diferencias significativas en comparación con el miscanto solo.

Los resultados se pueden utilizar para ayudar a que la producción de energía de biomasa sea más eficiente, Grift dice.

"Las diferencias no son enormes. Pero si quieres hacer algo a mayor escala, en realidad es muy importante resolver estas cosas, " el explica.

Grift enfatiza que los resultados son preliminares y deben examinarse en estudios posteriores.

Se necesita una investigación continua para corroborar los hallazgos y ampliar la base de conocimientos a otros productos y otros métodos de preprocesamiento.

El artículo, "Midiendo la influencia de los métodos de preprocesamiento de biomasa en la eficiencia de bioconversión de miscanthus giganteus y bagazo de caña de azúcar, "se publica en Informes de tecnología de fuentes biológicas .