Caracterización química y térmica de Ceiba aesculifolia (Kunth) Britt. & Baker

Abstract

The present investigation contributes to determine the chemical composition and thermal processing behavior (TGA-DTG) of Ceiba aesculifolia wood, which presented a basic chemical composition of 70.46% holocellulose, 46.9% cellulose, 23.56% hemicellulose, 11.14% lignin, 9.81% extractives. In the proximate analysis, C. aesculifolia species yielded 82.36% volatile material, 15.8% fixed carbon, 1.88% ash and 19.11 MJ/kg calorific value. From the ash microanalysis, 14 elements were detected; highlighting the presence of K (23136.28 ppm) in its majority, followed by P (7477.38 ppm), Ca (1662.06 ppm), Mg (2514.29 ppm) and Na (1662.06 ppm). In the elemental analysis, the species C. aesculifolia presented 46.9% carbon, 7.1% hydrogen, 45.7% oxygen, 0.18% nitrogen and 0.08% sulfur. C. aesculifolia presented three main degradation zones. Firstly, (zone 1), this can be attributed to moisture loss which is around 100°C with a mass loss of 5.8% and a loss rate of 4. 5 %/°C, (zone 2), this corresponds to intermediate compounds (hemicellulose, cellulose, lignin) which is observed between 150 to 400°C with a mass loss of 63.06% with a loss rate of 0.90%/°C, this stage can be called active pyrolysis stage, considering its high mass loss rate. Zone 3 corresponds to the volatilization stage mainly of lignin, which is presented in a range higher than 400°C and presents a mass loss of 31.14% with a loss rate of 0.1%/°

La presente investigación contribuye a determinar la composición química y el comportamiento del proceso térmico (TGA-DTG) de la madera de Ceiba aesculifolia, la cual presentó una composición química básica de 70.46% de holocelulosa, 46,9% de celulosa, 23.56% de hemicelulosa, 11.14% de lignina, 9.81% de extraíbles. En el análisis proximal la especie C. aesculifolia arrojó un 82.36% de material volátil, 15.8% de carbono fijo, 1.88% de cenizas y 19.11 MJ/kg de poder calorífico. Del microanálisis de cenizas, se detectaron 14 elementos; destacando la presencia de K (23136.28 ppm) en su mayoría, seguido de P (7477.38 ppm), Ca (1662.06 ppm), Mg (2514.29 ppm) y Na (1662.06 ppm). En el análisis elemental la especie C. aesculifolia presentó un 46.9% de carbono, 7.1% de hidrógeno, 45.7% de oxígeno, 0.18% de nitrógeno y 0.08% de azufre. La C. aesculifolia presentó tres principales zonas de degradación. Primeramente, la (zona 1), esta puede atribuirse a la pérdida de humedad la cual se encuentra alrededor de los 100°C con una pérdida de masa del 5.8% y a una velocidad de pérdida de 4.5 %/°C, (zona 2), esta corresponde a compuestos intermedios (hemicelulosa, celulosa, lignina) la cual se observa entre 150 a 400°C con una pérdida de masa de 63.06% con una velocidad de pérdida de 0.90%/°C, esta etapa puede denominarse etapa de pirólisis activa, teniendo en cuenta su elevada tasa de pérdida de masa. La zona 3 corresponde a la etapa de volatilización principalmente de la lignina, la cual se presenta un rango mayor a los 400°C y presenta una pérdida de masa de 31.14% con una velocidad de pérdida de 0.1%/°C.