Estudio del aprovechamiento energético de harinas cárnicas mediante procesos termoquímicospirólisis y gasificación

Resumen

Este proyecto surgió debido a la problemática existente con respecto a la encefalopatía espongiforme bovina (comúnmente conocida como mal de las vacas locas). Actualmente el uso de harinas cárnicas como alimento animal está bastante restringido, por lo que anualmente se genera un gran volumen de estos residuos que hay que eliminar. Las principales vías de eliminación que se están aplicando hoy en día son la co-incineración en cementeras y el depósito en vertederos. Sin embargo, las harinas cárnicas contienen metales, que pueden liberarse en la combustión y cloro que puede dar lugar a la formación de dioxinas y furanos. Por otra parte, el depósito de harinas cárnicas en vertederos no se trata de un método que elimine el residuo, además requiere tratar previamente el material para asegurar la desactivación del prión. Debido a la preocupación social sobre los problemas medioambientales que causan las alternativas utilizadas actualmente, es necesario proponer otros procesos que permitan, de modo limpio y eficiente, eliminar este residuo y al mismo tiempo aprovecharlo energéticamente. En este sentido, dos posibles soluciones para gestionar las harinas cárnicas podrían ser la pirólisis y la gasificación. Ambos son procesos termoquímicos que producen un combustible líquido y gaseoso de medio-alto poder calorífico. El objetivo global de este trabajo es el estudio del tratamiento termoquímico mediante pirólisis y/o gasificación de las harinas cárnicas para valorar su viabilidad como procesos de aprovechamiento energético de dicho material. Debido a que cuando se inicio este trabajo apenas existía información sobre el procesado termoquímico de las harinas cárnicas, se pretende obtener datos experimentales a escala de laboratorio que permitan avanzar en el conocimiento de estos procesos y que sirvan de base para futuros estudios. El trabajo comienza con el estudio del proceso de pirólisis. Su análisis es importante no sólo porque es un proceso termoquímico en sí mismo a partir del cual podría aprovecharse energéticamente las harinas, sino también, porque es la primera etapa de la gasificación, y por lo tanto, la caracterización de este segundo proceso resulta más sencilla una vez analizado el primero. Dada la escasez de información acerca de la pirólisis de harinas, su análisis comienza con un estudio termogravimétrico del proceso que permite un mejor conocimiento del mismo, así como obtener una ecuación cinética de la reacción que resulta de gran utilidad para posteriores estudios. A continuación, con el fin de evaluar la pirólisis como un tratamiento de aprovechamiento energético se analiza, en función de las principales variables del proceso, los productos obtenidos (residuo carbonoso, líquidos de pirólisis y gas), no sólo en cuanto a su rendimiento sino también en cuanto a su composición. Más adelante se lleva a cabo el estudio del proceso de gasificación. Dadas las características de las harinas, inicialmente se consideró utilizar, como reactor más idóneo para estudiar el proceso, un reactor de lecho fluidizado, sin embargo, debido a los continuos problemas operacionales que surgieron debido a la fusión de las cenizas y al apelmazamiento del lecho, se planteó valorar otro tipo de gasificadores como los reactores de horno rotatorio. Para dicha valoración resulta útil el análisis individual de las diferentes etapas de gasificación, por lo que se estudia independientemente la etapa de gasificación del char con CO2 y vapor de agua, obteniéndose de cada una de ellas una ecuación cinética que las caracteriza.