Published

2012-01-01

The effects of moisture content, particle size and binding agent content on oil palm shell pellet quality parameters

Efectos del contenido de humedad, tamaño de partícula y contenido de aglutinante sobre los parámetros de calidad en pellets del cuesco de palma de aceite

Keywords:

Biomass pellet, biomass energy recovery, oil palm shell, binding agent, biomass mechanical properties (en)
pellets de biomasa, recuperación de energía, cuesco de palma de aceite, agente aglutinante, propiedades mecánicas de la biomasa (es)

Downloads

Authors

  • Nelson Arzola Universidad Nacional de Colombia
  • Alexander Gómez Universidad Nacional de Colombia
  • Sonia Rincón Universidad Nacional de Colombia

Waste-to-energy represents a challenge for the oil palm industry worldwide. Bio-pellet production is an alternative way of adding value to oil palm biomass. This would mean that a product having major energy density becomes more mechanically stable and achieves better performance during combustion. This paper deals with oil palm shell pelleting; using binding agents having up to 25% mass keeping average particle size less than 1mm and moisture content up to 18.7% (d.b.) were evaluated. An experimental factorial design used binding agent mass percentage, milled shell particle size and moisture content as factors. Pellet density response surfaces and durability index were obtained. Pellet performance during thermal-chemical transformation was also evaluated by using thermogravimetry equipment. The results led to technical evaluation of scale-up at industrial production level.

El uso de residuos en la producción de energía es un reto para la industria de la palma de aceite en todo el mundo. La producción de biopellets es una alternativa para agregar valor a la biomasa residual de la palma de aceite. Mediante el proceso de densificación de la biomasa se obtiene un producto con mayor densidad energética, mayor estabilidad mecánica y mejor desempeño durante el proceso de combustión. En este artículo se presenta un estudio sobre el proceso de peletizado del cuesco de palma de aceite. En los experimentos se emplea una biomasa residual a la cual se le adiciona agente aglutinante hasta el 25% en masa, manteniendo el tamaño promedio de partícula por debajo de 1 mm y el contenido de humedad hasta el 18,7% (b.s.). Se lleva a cabo un diseño factorial experimental que emplea como factores experimentales el contenido de agente aglutinante, tamaño de partícula del cuesco molido y el contenido de humedad. Como resultado se muestran las superficies de respuesta para la densidad y el índice de durabilidad de los pellets. También, se estudia el desempeño de los pellets durante la transformación termoquímica por medio de un ensayo de termogravimetría. Los resultados obtenidos en este estudio permiten la evaluación técnica del proceso de fabricación de pellets del cuesco de palma de aceite a escala de producción industrial.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Arenillas, A., Rubiera, F., Pis, J. J., Jones, J. M., Williams, A., The effect of the textural properties of bituminous coal chars on NO emissions., Fuel, 78, 1999, pp. 1779- 1785.

Bhattacharya, S. C., Biomass energy use and densification in developing countries., Paper presented at the "Pellets 2002: The First World Conference on Pellets", Stockholm, Sweden, 2-4 September, 2002.

Gómez, A., Klose, W., Rincón, S., Pirólisis de biomasa: Cuesco de palma. Kassel University Press, 2008, pp. 1-133.

Holm, J. K., Henriksen, U. B., Wand, K., Hustad, J. E., Posselt, D., Experimental verification of novel pellet model using a single pelleter unit. Energy Fuels 21:2446e9, 2007.

Mani, S., Sokhansanj, S., Bi, X., Turhollow, A., Economics of producing fuel pellets from biomass. Appl Eng Agric; 22: 421e6, 2006.

Nielsen, N. P. K., Gardner, D. J., Poulsen, T., Felby, C., Importance of temperature, moisture content, and species for the conversion process of wood into fuel pellets. Wood Fiber Sci; 41:414e25, 2009.

Obernberger, I., Thek, G., Physical characteristic and chemical composition of densified biomass fuels with regard to their combustion behavior. Biomass and Bioenergy 27, 2004, pp. 653-669.

Razuan, R., Chen, Q., Zhang, X., Sharifi, V., Swithenbank, J., Pyrolysis and combustion of oil palm stone and palm kernel cake in fixed-bed reactors, Bioresource Technology 101, 2010, pp. 4622-4629.

Razuan, R., Finney, K. N., Chen, Q., Sharifi, V. N., Swithenbank, J., Pelletised fuel production from palm kernel cake. Fuel Processing Technology, 92, 2011, pp. 609-615.

Temmerman, M., Rabier, F., Jensen, P. D., Hartmann, H., Bohm, T., Comparative study of durability test methods for pellets and briquettes. Biomass and Bioenergy; 30, 2006, pp. 964-972.

Wolfgang, S., Jens K. H., Anand, R. S., Soren, B., Jesper, A., Ulrik, B. H., A study of bonding and failure mechanisms in fuel pellets from different biomass resources. Biomass and Bioenergy 5; 910e91 8, 2011.

Wolfgang, S., Jens, K. H., Anand, R. S., Soren, B., Jesper, A., Ulrik, B. H., Fuel pellets from biomass: The importance of the pelletizing pressure and its dependency on the processing conditions. Fuel; doi: 10.1016/j.fuel.2011.05.011, 2011a.