Estudio experimental de los residuos de coco mediante densificación para obtener pellets y briquetas
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.20250880Palabras clave:
Residuos de coco, Biocombustibles sólidos, Pellets, Briquetas, Poder calorífico superiorResumen
En Ecuador, la cosecha intensiva de coco (Cocos nucifera) genera grandes cantidades de residuos como cáscaras y fibras, planteando desafíos ambientales y económicos. Este estudio evalúa la densificación de estos residuos (CW) para producir pellets y briquetas como biocombustibles. El proceso incluyó recolección, pretratamiento, secado, molienda, tamizado, mezclado, peletización y briquetización, empleando almidón de yuca (CS) como aglutinante. Se trabajó con dos proporciones CW/CS para cada tipo de combustible. Se analizaron propiedades clave: poder calorífico superior (PCS), humedad, material volátil, carbono fijo, contenido de cenizas, densidad aparente y friabilidad. La muestra de pellet PCA91 (90 % CW, 10 % CS) alcanzó el mejor desempeño con un PCS de 15 350 J/g y 11,54 % de humedad. La briqueta BCA91 (90 % CW, 10 % CS) mostró un PCS de 14 950 J/g y 13,75 % de humedad. La mayoría de las muestras cumplieron los criterios de PCS y densidad establecidos en las normas SS 187120 (Suecia) y NTC 2060 (Colombia), aunque algunas no cumplieron en cuanto a cenizas, material volátil y carbono fijo. Los resultados sugieren que los residuos de coco, con una adecuada proporción de aglutinante, pueden convertirse en biocombustibles sólidos viables. Ajustar la relación CW/CS puede optimizar las propiedades del combustible, equilibrando eficiencia energética y estabilidad, y resaltando el potencial de valorización de estos residuos agroindustriales.
Descargas
Citas
G. San Andrés, S. Aguilar-Sierra, and Bernardo Graziella, “Morphological, physical, and chemical characterization of coconut residues in Ecuador,” Heliyon, vol. 9, no. 9, p. e19267, Sep. 2023, doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e19267.
O. Azeta, A. O. Ayeni, O. Agboola, and F. B. Elehinafe, “A review on the sustainable energy generation from the pyrolysis of coconut biomass,” Sci Afr, vol. 13, p. e00909, Sep. 2021, doi: 10.1016/j.sciaf.2021.e00909.
D. N. binti Tawasil et al., “Coconut Fibre and Sawdust as Green Building Materials: A Laboratory Assessment on Physical and Mechanical Properties of Particleboards,” Buildings, vol. 11, no. 6, p. 256, Jun. 2021, doi: 10.3390/buildings11060256.
F. C. Beveridge, S. Kalaipandian, C. Yang, and S. W. Adkins, “Fruit Biology of Coconut (Cocos nucifera L.),” Plants, vol. 11, no. 23, p. 3293, Nov. 2022, doi: 10.3390/plants11233293.
J. Shojaeiarani, D. S. Bajwa, and S. G. Bajwa, “Properties of densified solid biofuels in relation to chemical composition, moisture content, and bulk density of the biomass,” Bioresources, vol. 14, no. 2, pp. 4996–5015, Mar. 2019, doi: 10.15376/biores.14.2.Shojaeiarani.
M. Cesare Coral and J. Calle, “Producción de briquetas en la Cooperativa Atahualpa Jerusalén - Granja Porcón. Perú,” Una mirada desde múltiples perspectivas y dimensiones a los Sistemas de Bioenergía en Iberoamérica, pp. 74–81, Sep. 2020.
T. D. Marín Velásquez, C. N. Gota Díaz, and T. C. Ortiz Pinto, “Evaluación del extracto obtenido como lixiviado de fibra de coco (Cocos nucifera) como bioestimulante en la remediación de un suelo contaminado con petróleo,” Enfoque UTE, vol. 9, no. 4, pp. 180–193, Dec. 2018, doi: 10.29019/enfoqueute.v9n4.303.
T. Kebede, D. T. Berhe, and Y. Zergaw, “Combustion Characteristics of Briquette Fuel Produced from Biomass Residues and Binding Materials,” Journal of Energy, vol. 2022, pp. 1–10, Mar. 2022, doi: 10.1155/2022/4222205.
P. E. Akhator, L. Bazuaye, A. Ewere, and O. Oshiokhai, “Production and characterisation of solid waste-derived fuel briquettes from mixed wood wastes and waste pet bottles,” Heliyon, vol. 9, no. 11, p. e21432, Nov. 2023, doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e21432.
R. R. Antony Cristofer, C. C. Diego Santiago, C. C. Ricardo Javier, and R. R. Jissel Catalina, “Panorama Energético de los Biocombustibles en el Ecuador,” Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, vol. 7, no. 4, pp. 10254–10275, Oct. 2023, doi: 10.37811/cl_rcm.v7i4.7729.
A. Archana, M. Vijay Pradhap Singh, S. Chozhavendhan, G. Gnanavel, S. Jeevitha, and A. Muthu Kumara Pandian, “Coconut Shell as a Promising Resource for Future Biofuel Production,” 2020, pp. 31–43. doi: 10.1007/978-981-15-0410-5_3.
C. Gong et al., “The significance of biomass densification in biological-based biorefineries: A critical review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 183, p. 113520, Sep. 2023, doi: 10.1016/j.rser.2023.113520.
Z. Wei, Z. Cheng, and Y. Shen, “Recent development in production of pellet fuels from biomass and polyethylene (PE) wastes,” Fuel, vol. 358, p. 130222, Feb. 2024, doi: 10.1016/j.fuel.2023.130222.
H. Huaman, M. Ramírez, and R. Surichaqui, “Diseño y elaboración de briquetas ecológicas para la obtención de energía calorífica con residuos agrícolas generados en Masma Chicche, Jauja - 2021,” Huancayo, 2021.
A. León and S. Santacruz, “Elaboración de Briquetas a partir de Subproductos de Palma Africana (Elaeis guineensis J) y Arroz (Oryza sativa L),” Revista Politécnica, vol. 48, no. 2, pp. 65–70, Nov. 2021, doi: 10.33333/rp.vol48n2.06.
X. Ju, K. Zhang, Z. Chen, and J. Zhou, “A Method of Adding Binder by High-Pressure Spraying to Improve the Biomass Densification,” Polymers (Basel), vol. 12, no. 10, p. 2374, Oct. 2020, doi: 10.3390/polym12102374.
J. W. Butler, W. Skrivan, and S. Lotfi, “Identification of Optimal Binders for Torrefied Biomass Pellets,” Energies (Basel), vol. 16, no. 8, p. 3390, Apr. 2023, doi: 10.3390/en16083390.
“Standard - Biofuels and peat - Fuel pellets SS 187120 - Swedish Institute for Standards, SIS.” Accessed: Aug. 08, 2024. [Online]. Available: https://www.sis.se/en/produkter/petroleum-and-related-technologies/fuels/solid-fuels/ss187120/
“Briquetas combustibles para uso doméstico.” Accessed: Aug. 08, 2024. [Online]. Available: https://tienda.icontec.org/gp-briquetas-combustibles-para-uso-domestico-ntc2060-1987.html
T. Kalak, “Potential Use of Industrial Biomass Waste as a Sustainable Energy Source in the Future,” Energies (Basel), vol. 16, no. 4, p. 1783, Feb. 2023, doi: 10.3390/en16041783.
S. E. Ibitoye, R. M. Mahamood, T.-C. Jen, C. Loha, and E. T. Akinlabi, “An overview of biomass solid fuels: Biomass sources, processing methods, and morphological and microstructural properties,” Journal of Bioresources and Bioproducts, vol. 8, no. 4, pp. 333–360, Nov. 2023, doi: 10.1016/j.jobab.2023.09.005.
M. Boro, A. K. Verma, D. Chettri, V. K. Yata, and A. K. Verma, “Strategies involved in biofuel production from agro-based lignocellulose biomass,” Environ Technol Innov, vol. 28, p. 102679, Nov. 2022, doi: 10.1016/J.ETI.2022.102679.
V. H. Luis-Zarate, M. C. Rodriguez-Hernandez, F. Alatriste-Mondragon, L. F. Chazaro-Ruiz, and J. R. Rangel-Mendez, “Coconut endocarp and mesocarp as both biosorbents of dissolved hydrocarbons in fuel spills and as a power source when exhausted,” J Environ Manage, vol. 211, pp. 103–111, Apr. 2018, doi: 10.1016/J.JENVMAN.2018.01.041.
F. R. B. Martinelli et al., “Influence of drying temperature on coconut-fibers,” Scientific Reports 2024 14:1, vol. 14, no. 1, pp. 1–14, Mar. 2024, doi: 10.1038/s41598-024-56596-z.
S. F. Papandrea, M. F. Cataldo, A. Palma, F. Gallucci, G. Zimbalatti, and A. R. Proto, “Pelletization of compost from different mixtures with the addition of exhausted extinguishing powders,” Agronomy, vol. 11, no. 7, Jul. 2021, doi: 10.3390/AGRONOMY11071357.
M. Aliyu et al., “EFFECT OF COMPACTION PRESSURE AND BIOMASS TYPE (RICE HUSK AND SAWDUST) ON SOME PHYSICAL AND COMBUSTION PROPERTIES OF BRIQUETTES,” Arid Zone Journal of Engineering, Technology and Environment, vol. 17, no. 1, pp. 61–70, 2020, Accessed: Aug. 09, 2024. [Online]. Available: https://azojete.com.ng/index.php/azojete/article/view/404
“D240 Standard Test Method for Heat of Combustion of Liquid Hydrocarbon Fuels by Bomb Calorimeter.” Accessed: Aug. 08, 2024. [Online]. Available: https://www.astm.org/d0240-19.html
“C25 Standard Test Methods for Chemical Analysis of Limestone, Quicklime, and Hydrated Lime.” Accessed: Aug. 08, 2024. [Online]. Available: https://www.astm.org/c0025-19.html
“NTE INEN 520-2012 Harina Cenizas.” Accessed: Aug. 08, 2024. [Online]. Available: https://es.scribd.com/doc/187738698/NTE-INEN-520-2012-Harina-Cenizas
“D3175 Standard Test Method for Volatile Matter in the Analysis Sample of Coal and Coke.” Accessed: Aug. 08, 2024. [Online]. Available: https://www.astm.org/d3175-20.html
“D3172 Standard Practice for Proximate Analysis of Coal and Coke.” Accessed: Aug. 08, 2024. [Online]. Available: https://www.astm.org/d3172-13r21e01.html
“D1322 Standard Test Method for Smoke Point of Kerosene and Aviation Turbine Fuel.” Accessed: Aug. 08, 2024. [Online]. Available: https://www.astm.org/d1322-22.html
L. Velazquez-Araque and J. Cárdenas, “A Preliminary Study of Pelletized Ecuadorian Cocoa Pod Husk for its Use as a Source of Renewable Energy,” Systemics, cybernetics and informatics, vol. 14, no. 3, pp. 38–42, 2016, Accessed: Aug. 21, 2024. [Online]. Available: https://www.iiisci.org/journal/pdv/sci/pdfs/SA320MH16.pdf
L. Velazquez-Araque, D. Álvarez Macías, J. Sierra, A. Álvarez, and J. Cárdenas, “A Preliminary Study of Pelletized Ecuadorian Rice Husk for its Use as a Source of Renewable Energy,” WMSCI 2018 - 22nd World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics, Proceedings, no. 3, pp. 154–158, 2018.
M. Arimanwa, P. Anyadiegwu, and N. Ogbonna, “The Potential Use of Coconut Fibre Ash (CFA) In Concrete”, Int J Eng Sci (Ghaziabad), vol. 9, no. 01, pp. 68–75, 2020, doi: 10.9790/1813-0901026875.
Z. Liu, A. Quek, R. Balasubramanian, “Preparation and characterization of fuel pellets from woody biomass, agro-residues and their corresponding hydrochars”, Applied Energy, vol. 113, pp. 1315-1322 2014, doi: 10.1016/j.apenergy.2013.08.087.
P. L. Watat Kamga, T. Vitoussia, A. Nouga Bissoue, E. Nguidjol Nguimbous, D.Nana Dieudjio, B.Vaneck Bot, E. Njeugna, ¨Physical and energetic characteristics of pellets produced from Movingui sawdust, corn spathes, and coconut shells¨, Energy Reports, vol. 11, pp. 1291-1301, 2024, doi:10.1016/j.egyr.2024.01.006.
M. Matúš, P. Križan, J. Beniak, and Ľ. Šooš, “EFFECTS OF INITIAL MOISTURE CONTENT ON THE PRODUCTION AND QUALITY PROPERTIES OF SOLID BIOFUEL,” Acta Polytechnica, vol. 55, no. 5, p. 335, Oct. 2015, doi: 10.14311/AP.2015.55.0335.
N. Ungureanu, V. Vladut, G. Voicu, M. N. Dinca, and B. S. Zabava, “Influence of biomass moisture content on pellet properties - Review,” in Engineering for Rural Development, Latvia University of Agriculture, 2018, pp. 1876–1883. doi: 10.22616/ERDev2018.17.N449.
K. Vershinina, V. Dorokhov, D. Romanov, and P. Strizhak, “Ignition, Combustion, and Mechanical Properties of Briquettes from Coal Slime and Oil Waste, Biomass, Peat and Starch,” Waste Biomass Valorization, vol. 14, no. 2, pp. 431–445, 2023, doi: 10.1007/s12649-022-01883-x.
B. V. Bot, O. T. Sosso, J. G. Tamba, E. Lekane, J. Bikai, and M. K. Ndame, “Preparation and characterization of biomass briquettes made from banana peels, sugarcane bagasse, coconut shells and rattan waste,” Biomass Convers Biorefin, vol. 13, no. 9, pp. 7937–7946, 2023, doi: 10.1007/s13399-021-01762-w.
Phyu, T., Chandra, S., Shwe, W., & Kopila, S. (2019). The Preparation and Characteristics of Briquettes from Coconut Husks as Renewable Source of Energy. North America Academic Research, 58–71.
M. Mierzwa-Hersztek, K. Gondek, M. Jewiarz, and K. Dziedzic, “Assessment of energy parameters of biomass and biochars, leachability of heavy metals and phytotoxicity of their ashes,” J Mater Cycles Waste Manag, vol. 21, no. 4, pp. 786–800, Jul. 2019, doi: 10.1007/s10163-019-00832-6.
M. A. Waheed, O. A. Akogun, and C. C. Enweremadu, “An overview of torrefied bioresource briquettes: quality-influencing parameters, enhancement through torrefaction and applications,” Bioresour Bioprocess, vol. 9, no. 1, p. 122, Nov. 2022, doi: 10.1186/s40643-022-00608-1.
F. R. B. Martinelli, F. R. C. Ribeiro, M. T. Marvila, S. N. Monteiro, F. da C. G. Filho, and A. R. G. de Azevedo, “A Review of the Use of Coconut Fiber in Cement Composites,” Polymers (Basel), vol. 15, no. 5, p. 1309, Mar. 2023, doi: 10.3390/polym15051309.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2025 Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los artículos disponibles en la Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia están bajo la licencia Creative Commons Attribution BY-NC-SA 4.0.
Eres libre de:
Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
Adaptar : remezclar, transformar y construir sobre el material.
Bajo los siguientes términos:
Reconocimiento : debe otorgar el crédito correspondiente , proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizaron cambios . Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de ninguna manera que sugiera que el licenciante lo respalda a usted o su uso.
No comercial : no puede utilizar el material con fines comerciales .
Compartir igual : si remezcla, transforma o construye a partir del material, debe distribuir sus contribuciones bajo la misma licencia que el original.
El material publicado por la revista puede ser distribuido, copiado y exhibido por terceros si se dan los respectivos créditos a la revista, sin ningún costo. No se puede obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original.
Twitter