Evaluación del efecto de variables asociadas a la calidad del bagazo de caña en el proceso de combustión para uso en unidades productivas de cámara plana en la Hoya del rio Suarez

Abstract

Se estima que en Colombia el 55% del total del área sembrada en caña, se dedica a la elaboración de panela (Azúcar no centrifugado NCS, por sus siglas en inglés), siendo los departamentos de Boyacá y Santander con 45.8 ha, los de mayor participación y productividad a nivel nacional, los cuales presentan un rendimiento promedio de 10.31 t/ha año de NCS. En dichos departamentos la producción se lleva a cabo de manera continua, tanto para consumo interno como para exportación, aportando 1773 trapiches o unidades productoras de azúcar no centrifugado (UP-NCS) de las 18000 a nivel nacional. La baja adopción tecnológica hace que predominen las construcciones de unidades de combustión con cámaras de lecho fijo: planas tradicionales y planas mejoradas, para las cuales es necesario secar la biomasa proveniente de la extracción del jugo de caña y usarla como combustible. El secado es una etapa que ocupa grandes áreas y deterioro del material, una de las posibles causas de la demanda de combustibles adicionales para mantener el proceso energético. Teniendo en cuenta lo anterior y según el criterio de expertos (productores, asistentes técnicos e investigadores), se identificaron en esta investigación las variables relevantes y se elaboró una priorización según alternativas de implementación y medición en la sede de estudio, por medio de la metodología de evaluación multicriterio AHP, la cual dedujo en las evaluaciones por pares que: el tiempo de secado, el contenido de humedad del bagazo disponible para el proceso de NCS, las condiciones ambientales en el almacenamiento y el tamaño de partícula, afectan la calidad del bagazo generando fluctuaciones en la temperatura de la combustión. Con un ensayo a pequeña escala se establecieron los métodos para la evaluación del comportamiento de las variables mencionadas en las etapas de extracción y secado, se reafirmó que modificaciones en las condiciones del almacenamiento influyen significativamente en el de tiempo y en la humedad final, reduciéndose en 50 y 34% respectivamente, además se visualizan cambios físicos diferenciales entre los métodos. Con la información generada se evaluó el efecto del tamaño de partícula, el tipo y tiempo de secado sobre del poder calorífico a nivel intermedio, con un diseño factorial 2 3 , en una propuesta de secado alternativa a la bagacera tradicional y un prototipo de cámara de combustión de 40 Kg/h con control en el caudal de aire de entrada y en el suministro de bagazo donde se demuestra que la adecuación del material en la etapa de secado afecta el flujo de energía térmica en la combustión.