El bagazo ( / b ə ˈ ɡ æ s / bə- GAS ) es el material fibroso pulposo seco que queda después de triturar los tallos de la caña de azúcar o el sorgo para extraer su jugo. [1] Se utiliza como biocombustible para la producción de calor, energía y electricidad, y en la fabricación de pulpa y materiales de construcción. El bagazo de agave es similar, pero es el material que queda después de extraer la savia del agave azul .
La palabra bagazo proviene de bagasse (francés) y bagazo (español), que significa basura o desperdicio . Originalmente se refería al material que quedaba después de prensar aceitunas, nueces de palma y uvas. Con el tiempo, la palabra llegó a usarse en el contexto del procesamiento de plantas como la caña de azúcar y la remolacha azucarera. Hoy en día, generalmente se refiere a los subproductos del molino de caña de azúcar. [1]
El bagazo es el subproducto sólido que se obtiene cuando se extraen los componentes líquidos de las plantas. Gran parte del núcleo de esas plantas es una fibra "médula" heterogénea . Esta fibra es principalmente tejido de parénquima , junto con fibras de líber, corteza o tallo del esclerénquima .
A continuación se muestra un ejemplo de análisis químico del bagazo lavado y secado: [2]
Por cada 10 toneladas de caña de azúcar triturada, una fábrica de azúcar produce casi tres toneladas de bagazo húmedo. Es difícil utilizar este subproducto directamente como combustible debido a su alto contenido de humedad, que suele ser del 40 al 50 por ciento. En cambio, el bagazo suele almacenarse antes de su posterior procesamiento.
Para la producción de electricidad, el bagazo se almacena en condiciones de humedad, en las que el bagazo sufre un proceso exotérmico suave, ya que los azúcares residuales se degradan ligeramente.
Para la producción de papel y pulpa, el bagazo se almacena normalmente húmedo para facilitar la posterior eliminación del azúcar restante, así como de las fibras cortas de médula , que obstaculizarían el proceso de fabricación del papel.
Numerosos esfuerzos de investigación han explorado el uso del bagazo en la producción de materiales de origen biológico y como biocombustible en la generación de energía renovable . [3]
La biomasa del bagazo de caña de azúcar (BS) tiene el potencial de transformarse en energía, materiales y productos químicos finos. [4]
Una amplia investigación ha revelado una vía prometedora para mejorar la recuperación de energía mediante la conversión de residuos agrícolas en biocarbón, que es un producto sólido. Esta transformación se logra mediante el empleo de técnicas termoquímicas y bioquímicas tras el proceso de desvolatilización de la biomasa. Estos métodos innovadores ofrecen una oportunidad convincente para aprovechar un mayor potencial energético de los restos agrícolas, allanando el camino para una utilización sostenible y eficiente de los recursos. [4] [5]
Los biocarbones tienen algunas propiedades fisicoquímicas importantes, como mayor área superficial y porosidad, baja densidad aparente, mayor capacidad de intercambio catiónico (CIC), pH neutro a alto y mayor contenido de carbono. Estas características se pueden utilizar de manera efectiva en diversos campos, como la adsorción, como material de construcción, la industria automotriz, el transporte, la fabricación de muebles, las aplicaciones domésticas, el cemento y la industria del plástico. [4] [6]
Los ingenios azucareros suelen utilizar el bagazo como fuente principal de combustible. Cuando se quema en grandes cantidades, el bagazo produce suficiente energía térmica para alimentar por completo un ingenio azucarero típico, con algo de energía de sobra. La cogeneración es una configuración común, y esta energía adicional se vende a la red eléctrica del consumidor . Históricamente, el bagazo también se utilizaba para alimentar las locomotoras de vapor que llevaban la caña cortada a los ingenios. [ cita requerida ]
Las emisiones de CO2 derivadas de la quema del bagazo en una planta de caña de azúcar son menores que la cantidad de CO2 que se absorbe de la atmósfera cuando crece la caña de azúcar, lo que podría hacer que el proceso sea neutro en carbono o mejor. [7] En contraste, un estudio publicado en el International Journal of Global Warming advirtió que la generación de electricidad con bagazo nunca estaría completamente libre de carbono, pero sí representaba una gran reducción de las emisiones de carbono en comparación con el uso de diésel . [8] En países como Australia, las fábricas de azúcar aportan esta energía "verde" a la red eléctrica. Hawaiian Electric Industries también quema bagazo para cogeneración. [ cita requerida ]
El etanol producido a partir del azúcar es un combustible popular en Brasil . [ cita requerida ] También se está investigando el bagazo, rico en celulosa, por su potencial para producir cantidades comerciales de etanol celulósico . Por ejemplo, hasta mayo de 2015, BP operaba una planta de demostración de etanol celulósico en Jennings, Luisiana . [ cita requerida ]
El bagazo de la producción de caña de azúcar ofrece una materia prima atractiva para la producción de biocombustibles y productos de valor agregado, ya que no afecta la seguridad alimentaria. El biohidrógeno de segunda generación, biometano, biometanol o bioetanol a través de la ruta bioquímica se considera no solo una opción ecológica, sino también económicamente viable. [9] [10] [11] Las vías de producción termoquímica, como la licuefacción hidrotermal, la pirólisis y la gasificación del bagazo son una alternativa prometedora para producir biocombustibles 2G avanzados (por ejemplo, combustible para aviones y diésel) y productos químicos (por ejemplo, para plásticos) con bajos impactos en el ciclo de vida. [12] [13]
En muchos países tropicales y subtropicales como India, China, Colombia, Irán, Tailandia y Argentina, el bagazo se utiliza comúnmente en lugar de madera en la producción de pulpa, papel y cartón. Esta sustitución produce pulpa con propiedades físicas que son muy adecuadas para papel de imprenta y de cuaderno, productos tisú, cajas y periódicos. [2] También se puede utilizar para fabricar tableros parecidos a la madera contrachapada o aglomerada, conocidos como tableros de bagazo y tableros de xanita. Estos se utilizan ampliamente en la producción de tabiques y muebles. [ cita requerida ]
El proceso industrial para convertir el bagazo en papel fue desarrollado en 1937 en un pequeño laboratorio en Hacienda Paramonga, un ingenio azucarero en la costa de Perú propiedad de la WR Grace Company . Utilizando un método prometedor inventado por Clarence Birdseye , [14] [15] la compañía compró una antigua fábrica de papel en Whippany, Nueva Jersey y envió bagazo desde Perú hasta allí para probar la viabilidad del proceso a escala industrial. Las primeras máquinas para fabricar papel de bagazo fueron diseñadas en Alemania e instaladas en la planta de caña de azúcar de Cartavio en 1938. [16]
El 26 y 27 de enero de 1950, la Noble & Wood Machine Company, la Kinsley Chemical Company y la Chemical Paper Company demostraron conjuntamente la primera producción comercial exitosa de papel de periódico producido a partir de bagazo en las fábricas de Chemical Paper en Holyoke . El primer uso del proceso fue en la impresión de una edición especial del Holyoke Transcript-Telegram . Esta demostración se realizó en colaboración con los gobiernos de Puerto Rico y Argentina debido a la importancia económica del producto en países sin fácil acceso a las fibras de madera. El trabajo se presentó ante representantes de 100 intereses industriales y funcionarios de 15 países. [17] [18] [19]
La nanocelulosa , un producto de mayor valor, se puede producir a partir del bagazo [20] mediante diversos procesos convencionales y novedosos. [21]
El bagazo se ha convertido en un material muy popular para el envasado de vajillas. El material es adecuado tanto para aplicaciones en frío como en caliente (hasta ~120 °C). Además, se puede colocar en el congelador y en el microondas sin problemas. También tiene una resistencia razonablemente buena al agua y a la grasa, que se puede mejorar mediante modificación química.
Históricamente, el PFOA y otros materiales fluorados relacionados se utilizaban habitualmente para aumentar la resistencia al calor, al agua y a la grasa. Sin embargo, su uso ha sido prohibido en la actualidad. Otros medios para mejorar las propiedades del bagazo son mezclarlo con gelatina , almidón o agar .
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La exposición en el lugar de trabajo al polvo proveniente del procesamiento del bagazo puede causar bagazosis , un subtipo de la enfermedad pulmonar crónica llamada fibrosis pulmonar . [22]
La fibra de caña de azúcar, una variedad de bagazo procesado, a veces se agrega a la comida humana. [23] Es una fibra soluble que puede ayudar a promover la regularidad intestinal. [23] Un estudio realizado en animales sugiere que la fibra de caña de azúcar combinada con una dieta rica en grasas puede ayudar a controlar la diabetes tipo 2. [24] Es una buena fuente de ácidos lignocérico y cerótico . [25]
En la Región Autónoma Zhuang de Guangxi en China , el bagazo se utiliza a veces para ahumar tocino y salchichas.
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