El estudio consiste en la preparación de tableros de fibras de bagazo a partir de la utilización de mezclas de bagazo con los residuos celulósicos de la hidrólisis ácida y enzimática.
Para la elaboración de los tableros se utilizó una prensa de calentamiento, tipo: Comercio Ercole, Busto Arsizio.
Las condiciones fijadas en la prensa fueron: Temperatura de prensado, 1800C; Presión de trabajo = 110 kgf/cm2; Tiempo de prensado = 10 min
Después de la maceración, se adicionaron los siguientes productos químicos: emulsión de parafina, 10 kg/m3 y sulfato de aluminio, 15 kg/m3. .
Para el estudio se utilizó un diseño enrejado simplex de Scheffe para un polinomio de segundo grado (Akhnazarova, 1982) teniendo como valor de referencia (100 %) las propiedades alcanzadas para el bagazo.
CAPÍTULO 2. ESTUDIOS TECNOLÓGICOS EN LA APLICACIÓN DE LA ESTRATEGIA PARA LA RECONVERSIÓN EN UNA INDUSTRIA
67
Se consideró por su importancia para estas producciones, esencialmente la resistencia a la flexión (Y1) expresada en N/mm2, según la NC-314-2004 y NC- 310-2003.
El Plan experimental se realizó para una región triangular cuyos vértices fueron: X1: 100 % de bagazo
X2: 50 % de bagazo y 50 % de residuo sólido de la hidrólisis ácida (SHA). X3: 50 % de bagazo y 50 % de residuo sólido de la hidrólisis enzimática (SHE). De los datos experimentales se puede obtener un modelo del tipo:
Y1= 100X1+44,05X2+140,93X3-39,58X1X2- 231,3X1X3 -163,48X2X3, con el que se pueden estimar los valores para cada una de las propiedades encontrándose total coincidencia entre los valores estimado y los experimentales lo que asegura la confiabilidad del modelo. En la tabla 2.21 se muestran los resultados obtenidos.
Tabla 2.21 Resultados del diseño de mezclas de residuales celulósicos
Puntos e (mm) l (mm) a (mm) F (N) Rf Y1 ajustada 1. Bagazo 100% 3 100 37 14 6,306 100 2. Bagazo 50% + SHA 50% 4,4 100 53 19 2,778 44,05 3. Bagazo 50% + SHE 50% 3 100 50 26 8,667 140,93 4. Bagazo 75%+ SHA 25% 3,5 100 50 16 3,918 62,13 5. Bagazo 50% + SHA25% + SHE25% 4,8 100 60 30 3,255 51,62 6. Bagazo 75%+ SHA 25% 3,5 100 62 20 3,950 62,64 7. Bagazo 67.5% + SHA16.5% + SHE16.5% 5 100 55 18 1,964 31,15
Siendo: e: espesor de la probeta, l: largo de la probeta, a: ancho de la probeta, F: carga máxima aplicada a la probeta.
Según la NC-312-2006, la resistencia a la flexión para tableros de 3 a 6 mm de espesor, a utilizar en ambientes secos y húmedos es entre 13-14 N/mm2. De los coeficientes del modelo, se llega a que, los mejores valores se alcanzan para mezclas de bagazo y residuo sólido de la hidrólisis enzimática. Los incrementos de mezclas empleando los residuos sólidos de la hidrólisis ácida no favorecen las propiedades mecánicas.
Un modelo reducido para una mezcla binaria de X1 y X3 permite la siguiente expresión:
CAPÍTULO 2. ESTUDIOS TECNOLÓGICOS EN LA APLICACIÓN DE LA ESTRATEGIA PARA LA RECONVERSIÓN EN UNA INDUSTRIA
68
De esta expresión se llega a que es necesario que el producto de los números fraccionario X1 y X2 sea mínimo para alcanzar la mejor respuesta y esto solo se logra en los valores cercanos a las mezclas puras. Incluso más favorable para valores cercanos a X3= 1. Lo cual indica que aprovechar los residuos de la hidrólisis enzimática en la fabricación de tableros de bagazo de fibra es una buena opción. Precisamente, utilizar el residuo sólido de la hidrólisis enzimática como tableros de fibras, es un elemento a favor en la implementación de la propuesta de reconversión. Mientras que el residuo sólido de la hidrólisis ácida brinda bajas propiedades de resistencia a la flexión al tablero de fibra, el de la hidrólisis enzimática brinda altas propiedades.
En el caso que no se realice la hidrólisis enzimática, de manera temporal, la posibilidad de una mezcla binaria de X1 y X2 queda según la siguiente expresión: Y1= 100X1 + 44,05X2 -39,58X1X2
El estudio de la expresión indica que siempre se obtendrían valores inferiores a los de bagazo 100 % por lo que habrá que estudiar adiciones de residuo sólido de la hidrólisis ácida en menores proporciones. Del estudio preliminar se obtiene que, la mejor variante indica a la utilización de mezclas de bagazo y sólido de la hidrólisis enzimática. Se recomienda continuar el estudio de estas mezclas hacia la obtención de tableros de fibras y partículas con adición de aglutinante y/o resina de manera que favorezcan las propiedades mecánicas de los mismos.
CAPÍTULO 2. ESTUDIOS TECNOLÓGICOS EN LA APLICACIÓN DE LA ESTRATEGIA PARA LA RECONVERSIÓN EN UNA INDUSTRIA
69
Conclusiones parciales.
1. Existen oportunidades para la reanimación y reconversión de la planta de furfural y tableros de fibras a partir de bagazo, toda vez que se incorporen modificaciones para la adaptación de la tecnología de obtención de etanol de bagazo.
2. Las modificaciones evaluadas en la etapa de hidrólisis ácida del bagazo favorecen la obtención de glucosa, xilosa y furfural.
3. Para la adaptación de la tecnología de obtención de etanol de bagazo, se pueden utilizar la mayoría de los equipos que se encuentran en las plantas de furfural y etanol, faltando solamente los equipos para la hidrólisis enzimática.
4. Resulta factible la fermentación de mezclas de sustratos provenientes de mieles, jugos de los filtros e hidrolizado de bagazo. La utilización de nuevos sustratos azucarados favorece la reducción de miel sobre todo en el tiempo de zafra y permitirá aprovechar las capacidades instaladas no utilizadas en la planta de etanol.
5. Es posible la obtención de tableros de fibras a partir de la utilización de mezclas de residuales celulósicos generados de las producciones de furfural y/o etanol.
CAPÍTULO 3. EVALUACIÓN TÉCNICA-ECONÓMICA DE LA