Use of sugarcane bagasse and basic activation, for the synthesis of carbon

Authors

  • Dannis Adrian Cascaret-Carmenaty Departamento de Química, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas. Universidad de Oriente, Santiago de Cuba, Cuba
  • Pedro Demetrio Muné-Bandera Departamento de Física, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas. Universidad de Oriente, Santiago de Cuba, Cuba
  • Manuel Ángel Cantos-Macías Departamento de Mecánica. Universidad Técnica de Manabí, República de Ecuador
  • Omaida Quesada-González Departamento de Química, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas. Universidad de Oriente, Santiago de Cuba, Cuba

Keywords:

cinética de la pirólisis; activación con NaOH; carbones.

Abstract

In this work, coals are obtained for energy purposes by impregnating sugarcane bagasse with sodium
hydroxide. For its characterization, immediate, elemental analysis, thermal analysis techniques and kinetic
studies were carried out. The composition of the modified sugarcane bagasse is identified and that, due
to its lower moisture and ash content, it can be pyrolyzed. The lower influence of activation with sodium
hydroxide on the thermal profile is demonstrated, with respect to unmodified bagasse and is explained by
its lower interaction with the biomass, according to mechanisms proposed by other authors. The kinetic
parameters that determine the reactions studied were specified, demonstrating the kinetic complexity of the
process. The conductivity of the carbon obtained is demonstrated and explained.

References

- AMAR, P. “Empleo de catalizadores heterogéneos para el aprovechamiento de biomasa lignocelulósica mediante pirólisis”. Tesis de doctorado. Universidad nacional del sur. Argentina. https://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2923. Revisión: 5 mayo de 2022.

- ASIMBAYA, C; ROSAS, N; ENDARA, D.; GUERRERO, V. H. “Obtención de carbón activado a partir de residuos lignocelulósicos de canelo, laurel y eucalipto”. Revista Politécnica, 2015, 36 (3): pp. 10-12. https://revistapolitecnica.epn.edu.ec/ojs2/index. php/revistapolitecnica2/article/view/537. Revisión: 5 mayo de 2022.

- ALBIS, A.; ORTIZ, E.; PIÑERES, I.; OSORIO, J.; MONSALVO, J. “Pirólisis de hemicelulosa catalizada por sulfato de zinc y sulfato férrico”. Revista Ion, 2018, 31(2): pp. 37-49. doi:10.18273/revion.v31n2-2018003.

- DAMARTZIS, Th. et al. “Thermal degradation studies and kinetic modeling of cardoon (Cynaracardunculus) pyrolysis using thermogravimetric analysis (TGA)”. Bioresource technology, 2011, 102(10): pp. 6230-6238. doi: https://doi.org/10.1016/j.biortech. 2011.02.060.

- ALTAMIRANO HERNÁNDEZ, U. “Bagazo como alternativa de conservación de humedad en el campo cañero del ingenio la margarita, S.A de C.V.” Tesis de maestría. Facultad de Ciencias biológicas y agropecuarias. Universidad Veracruzana, México, 2020. URL: https://cdigital.uv.mx/handle/1944/50305. Revisión: 20 mayo de 2022.

- GUIMARÃESA, J. L.; FROLLINI, E.; DA SILVA, C. G.; WYPYCHC, F.; SATYANARAYANAC, K. G. “Characterization of banana, sugarcane bagasse and sponge gourd fibers of Brazil”. Industrial Crops and Products, (2009), 30: pp. 407–415. doi:10.1016/j.indcrop.2009.07.013.

- ADINAVEEN, T.; VIJAYA, J.; KENNEDY, J. L. “Comparative study of electrical conductivity on activated carbons prepared from various cellulose materials”. Arabian Journal for Science and Engineering. 2014. DOI 10.1007/s13369-014-1516-6.

- KAZMIERCZAK RAZNA, J. et al. “Thermal and physicochemical properties of phosphorus-containing activated carbons obtained from biomass”. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 2017, 000: pp. 1-8 Article in press. https://doi.org/10.1016 /jjtice.2017.09.015.

- GUOA, Y.; TANA, CH.; SUNA, J.; LIA, W.; ZHANGA, J.; ZHAOA, CH. “Porous activated carbons derived from waste sugarcane bagasse for CO2 adsorption”. Chemical Engineering Journal, 2020, 381, 122736. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.122736

- ACEVEDO, S.; GIRALDO, L.; MORENO PIRAJÁN, J. C. “Influencia de la temperatura de activación en las características superficiales de carbones activados granulares preparados por impregnación con MgCl2 y CaCl2”. Afinidad LXXII, 2015, 72(571): pp. 182-187, julio-septiembre. URL: https://raco.cat/index.php/afinidad/article/ view/300830. Revisión: 20 mayo de 2022

- ALMANSA CARRASCOSA, M. C. “Preparación de discos de carbono activado químicamente para la almacenamiento de metano”. Tesis de doctorado. Universidad de Alicante. 2004. URL: https://dialnet.unirioja.es/servlet/dctes?codigo=119692. Revisión: 20 mayo de 2022

- UNE-EN-14774-1. “Biocombustibles sólidos. Procedimiento para el secado de biomasas”. Norma española, septiembre 2010.

- BAHÍN DERONCELÉ, L. J.; QUESADA GONZÁLEZ, O.; CASCARET CARMENATY, D. A.; ODIO GONZÁLEZ, R. A.; CANTOS MACÍAS, M. A. “Obtención de material carbonoso de bagazo de caña de azúcar con activación salina”. Rev. Cubana Quím 2023. 35 (2): pp. 253-273. e-ISSN: 2224-5421.

- UNE-EN- 15148. “Biocombustibles sólidos. Determinación del contenido de materia volátil”. Norma española, septiembre 2010.

- UNE-EN-14775. “Biocombustibles sólidos. Método para la determinación del contenido de cenizas”. Norma española, septiembre 2010.

- PARIKH, J.; CHANNIWALA, S. A.; GHOSAL, G. K. “A correlation for calculating elemental composition from proximate analysis of biomass materials”. Fuel, 2007, 86 (12): pp. 1710-1719. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.06.028.

- MUNÉ BANDERA, P. M.; QUESADA GONZÁLEZ, O.; SERAT DÍAZ, M. “Materiales carbonosos y diseño de celdas de biocombustible a partir de residuales de la industria azucarera”. Informe de avance del proyecto. Programa Nacional de Nanociencias y Nanotecnología, junio 2022.

- SEBASTIÁN NOGUÉS, F.; GARCÍA GALINDO, D.; REZEAU, A. Energía de la Biomasa, vol. I. España, Prensa Universitaria de Zaragoza, 2010. ISBN 978-84-92774-91-3.

- MACÍAS NARANJO, R. J.; CHEJNE JANNA, F.; MONTOYA ARBELÁEZ, J. I.; BLANCO LEAL, A. “Gasificación de bagazo de caña y carbón en planta piloto”. Mutis, 2014, 4 (1): pp. 24-32, enero-junio. https://doi.org/10.21789/22561498.907

- CARDOSO, C. R.; MIRANDA, M. R.; SANTOS, K. G.; ATAÍDE, C. H. “Determination of kinetic parameters and analytical pyrolysis of tobacco waste and sorghum bagasse”. Journal of Analytical and App.lied Pyrolysis, 2011, 92: pp. 392–400. doi:10.1016/j.jaap.2011.07.013

- RUEDA ORDÓÑEZ, Y. J.; TANNOUS, K. “Análisis cinético de la descomposición térmica de biomasas aplicando un esquema de reacciones paralelas independientes”. Revista UIS Ingenierías, 2017, 16 (2): pp. 119-128. https://doi.org/10.18273/revuin.v16n2-2017011

- Cantos Macías, M. A. et al. “Cinética de la pirólisis de residuos madereros ecuatorianos”. Revista Cubana de Química, 2018, 30 (3): pp. 400-422. ISSN 2224-5421.

Downloads

Published

2024-12-11

How to Cite

Cascaret-Carmenaty, D. A., Muné-Bandera, P. D., Cantos-Macías, M. Ángel, & Quesada-González, O. (2024). Use of sugarcane bagasse and basic activation, for the synthesis of carbon. Revista Cubana De Química, 36(1), 65–73. Retrieved from https://cubanaquimica.uo.edu.cu/index.php/cq/article/view/5369

Issue

Vol. 36 No. 1 (2024)

Section

Artículos

License

Copyright (c) 2024 Dannis Adrian Cascaret-Carmenaty, Pedro Demetrio Muné-Bandera, Manuel Ángel Cantos-Macías, Omaida Quesada-González

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This journal provides immediate open access to its content, based on the principle that offering the public free access to research helps a greater global exchange of knowledge. Each author is responsible for the content of each of their articles. 

Most read articles by the same author(s)

1 2 > >>