PROPIEDADES FÍSICAS Y AERODINÁMICAS DE LA CÁSCARA DE ARROZ José A. Suárez Rodríguez, Pedro A. Beatón Soler Universidad de Oriente

En este trabajo se determinó experimentalmente características físicas y aerodinámicas de la cáscara de arroz con humedad de equilibrio entre 8 y 10 %, entre las que se encuentran su granulometría , la densidad de bulto, la densidad real, la velocidad mínima de fluidización y de arrastre. Se reporta modelos matemáticos y criteriales de la forma Re = f(Ar) y Ly = f(Ar), que pueden ser utilizados para predecir estas propiedades de importancia para el diseño y operación de reactores de lecho fluidizado. Palabras clave: biomasa, cáscara de arroz, fluidización, pirólisis. _____________________

In this paper physical and aerodynamic properties of rice husk were determined by experimental data, with equilibrium moisture between 8 and 10 %, those characteristics were: granulometry, bulk density, true density, minimum fluidizing velocity and terminal velocity. The mathematical and criterial models of the form Re = f(Ar) and Ly = f(Ar) are reported, and they can be used to predict these important properties for the design and operation of fluidized bed reactors. Key words: biomass, rice husk, fluidization, pyrolisis.

Introducción Para Cuba, un país con limitados recursos energéticos fósiles como el petróleo, gas y carbón, se requiere de la utilización, cada vez más creciente, de las fuentes renovables de energía. Caracterizada por una considerable producción agrícola, el territorio genera cada año importantes volúmenes de residuos, entre los que se destacan la paja de caña, las cáscaras de arroz y café, el bagazo y el aserrín por sólo mencionar algunos. /2/ Estos desechos, cuando se aprovechan, se hace principalmente mediante su quema directa, en instalaciones que en muchos casos son de baja eficiencia y con un elevado impacto ambiental. Entre las alternativas para aprovechar energéticamente estas biomasas, se han desarrollado en los últimos años los reactores de lecho fluidizado; éstos han encontrado múltiples aplicaciones entre las que se destacan el secado, la pirólisis, la combustión, la gasificación y el mezclado. /7/ Estas tecnologías presentan entre sus ventajas: la capacidad de procesar diversas biomasas, alta eficiencia, bajos niveles de SOx y NOx; son instalaciones compactas y con bajos niveles de salida de particulado a través de las chimeneas.

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Para conseguir estas ventajas en nuevos diseños, se requiere del conocimiento de las propiedades físicas y químicas del material para fluidizar. En el trabajo se presenta los resultados experimentales obtenidos de las principales propiedades físicas y aerodinámicas de la cáscara de arroz, entre las que se encuentran su granulometría, la densidad de bulto, la densidad real, la velocidad mínima de fluidización y de arrastre con humedad de equilibrio entre 8 y 10 %; además, se presenta modelos matemáticos que pueden ser utilizados para el diseño y operación de estas instalaciones.

Granulometría Para que el arroz (paddy) pueda consumirse se debe procesar, realizándose en tres etapas sucesivas el secado, el descascarado y luego el blanqueo. Mediante estas técnicas se le retiran del grano las cáscaras o glumelas y las capas del pericarpio, que representan aproximadamente el 20 % del peso total del grano. /9/ Como consecuencia, la cáscara sufre un proceso de fragmentación, en las que muchas conservan una superficie envolvente y otras son más bien rectangulares y planas; de esta manera, al estar la biomasa compuesta por un conglomerado

TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXI, No. 2, 2001

de partículas de diferentes tamaños se le denomina polidispersa. Esta propiedad de los sólidos polidispersos se caracteriza por medio de la granulometría o distribución de tamaños. /7/

En la tabla 1 y la figura 1, aparecen consignados los resultados del análisis granulométrico realizado a una muestra de cáscara de arroz (variedad Júcaro) del CAI "Fernando Echenique" de la provincia Granma, en el Oriente de Cuba.

Tabla 1 Resultados del análisis granulométrico por tamizado Tamices

di (mm)

Xi

-3,35 +2,5

2,90

0,15

-2,5 +2

2,25

0,32

-2 +1,4

1,70

0,36

-1,4 +1,25

1,32

0,08

-1,25 +0,84

1,04

0,05