Facultad de Ciencias Exactas

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Examinando Facultad de Ciencias Exactas por Autor "Cruz Marta Carolina"

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    Estudio del aprovechamiento de sorgo fibroso como combustible para producir energía eléctrica en la industria azucarera de Tucumán
    (Facultad de Ciencias Exactas - Universidad Nacional de Salta, 2017) Cruz Marta Carolina; Dra. Paz Dora (Dir.); Dra. Lesino Graciela (Codirectora)
    Ante la necesidad de disminuir el consumo de gas natural de un ingenio ubicado en la localidad de Leales en el periodo de interzafra, donde solo funciona la refinería de azúcar y la destilería de alcohol; se realizó un estudio para reemplazar este combustible fósil por un nuevo combustible renovable: sorgo fibroso. Para ello se realizó la caracterización físico-química y energética del mismo. Se determinaron las áreas potenciales de inserción de este nuevo combustible renovable y se expuso la situación actual de un ingenio que consume 90.000 Nm3 de gas natural por día durante la interzafra. Para el análisis se postularon tres casos: el caso base con sorgo, que implica utilizar un combustible mezcla formado por 30% de sorgo fibroso + 70% de bagazo de caña de azúcar; el Caso 1 que utiliza solo sorgo fibroso y supone el cambio de los equipos de generación de energía (caldera + turbo generador existentes) por una caldera especial de biomasa de mayor eficiencia y un turbo generador de extracción - contrapresión; y por último el Caso 2 donde se cambia el turbo generador de extracción - contrapresión utilizado en el caso 1, por uno de extracción-condensación utilizando toda la biomasa potencial de sorgo fibroso. Se determinó el balance energético de este nuevo biocombustible y se analizaron los aspectos ambientales vinculados a la propuesta del Caso base. Los valores de las propiedades físico químicas y energéticas obtenidos resultaron adecuados para su uso como combustible. Se determinó que se dispone de un potencial de 24.700,8 hectáreas de sorgo fibroso. El caso base con sorgo necesita de 391,6 t/día de combustible mezcla para reemplazar el gas natural lo que conlleva a disponer de 45.490 toneladas de sorgo fibroso. El Caso 1 produjo 2,64 MW de energía eléctrica, logrando un excedente de 1,07 MW, requiriendo para ello 87.031 toneladas de sorgo. El caso 2 produjo 40,41 MW de energía eléctrica, logrando un excedente de 38,84 MW, utilizando toda la biomasa potencial de sorgo que equivale a 1.148.585 toneladas de sorgo. El balance energético resulto positivo, es decir que la energía producida es 30,3 veces mayor que la insumida en los procesos de industrialización del sorgo. El Análisis de Impacto Ambiental para el caso base con sorgo determinó un importante impacto positivo en la mayoría de los aspectos ambientales considerados, principalmente en los factores socio-económicos. ABSTRACT A study was carried out to replace a fuel fosil for a new renewable fuel: fibrous sorghum in a sugar factory located in the town of Leales in the off season period when only operate the sugar refinery and the alcohol distillery. For this purpose, a physical-chemical and energetic characterization of the fibrous sorghum was carried out. Potential areas of insertion of this new renewable fuel were determined and the current situation of a factory that consumes 90,000 Nm3 of natural gas per day in the off season period was exposed. There were proposed three cases on this analysis three cases were postulated: the base case with sorghum, which involves the use of a mixture fuel of 30% of sorghum fibrous + 70% of sugar cane bagasse; Case 1 that uses only fibrous sorghum and involves the change of the energy generation equipment (existing boiler + turbo generator) for special biomass boiler whit bigger efficiency and a back pressure/extracting turbo generator; and finally case 2, where the back pressure/extracting turbo generator is changed for a condensing-extracting turbo generator , using all potential biomass of fibrous sorghum. Also determinate energy balance and an were analized aspects was carry out on the execution of the base case with sorghum. The values of the physicochemical and energetic properties obtained showed that sorghum can be suitable as fuel. A potential of 24,700.8 hectares of fibrous sorghum were determined. The base case requires 391.6 t / day of blended fuel to replace natural gas, so it is necessary to harvest 45,551 tons of fibrous sorghum. Case 1 produced 2.64 MW of electric power achieving a surplus of 1.06 MW, then it is necessary to harvest requiring 87,031 tons of sorghum. Case 2 produced 40.41 MW of electrical power, achieving a surplus of 38.84 MW, using all the potential biomass of sorghum that corresponds to 1,485,858 tons of sorghum. The energy produced is 30.3 times bigger than that consumed in the processes of industrialization of sorghum and the energy balance was positive. The Environmental Impact Study shows will have an important positive impact in most of the environmental aspects considered specially in socio-economic factors.