Determinación de la composición primaria de cuatro especies de fabáceas a través de un método químico (gravimétrico) y un método térmico (TGA-DTG)

Abstract

In this study, the primary composition and proximate analysis of the woods of Acacia farnesiana (L.) Willd, Acacia pennatula (Schl. et Cham) Benth, Albizia plurijuga (Standl.) Britton & Rose, and Prosopis laevigata (Humb. & Bonpl.) were determined using TGA with DTG deconvolution and a chemical method. In addition, the higher heating value was determined using a calorimetric bomb and based on mathematical models. Organic and inorganic elemental analysis was also performed. It turned out that, for the cellulose in the wood of the four Fabaceae species, the hypothesis proposed in this study was confirmed, with consistent results between the TGA-DTG method and the chemical method. The same was true for the hemicelluloses and lignin in the wood of Acacia pennatula and Albizia plurijuga. In particular, statistical differences were found only for the extractives in the wood of A. farnesiana. With regard to proximate analysis, the hypothesis was also confirmed, with consistency found between methods for the ash content in the woods of Albizia plurijuga and Prosopis laevigata. Likewise, this was the case for volatile matter in the wood of Acacia farnesiana, A. pennatula, and Albizia plurijuga. With regard to the gross calorific value measured using the calorimetric bomb and based on estimates derived from chemical composition and proximate analysis for the wood of Albizia plurijuga and Prosopis laevigata, no significant statistical differences were found. Organic elemental analysis of wood from four Fabaceae species revealed that the nitrogen concentration falls below the technical limit of (N, ?0.5) for their commercialization as solid biofuels. In the inorganic fraction, 18 elements were identified in the ash, the most abundant of which were K, Ca, P, Sr, Na, and Mg.

En la presente investigación se determinó la constitución primaria y el análisis proximal de las maderas de Acacia farnesiana (L.) Willd, Acacia pennatula (Schl. et Cham) Benth, Albizia plurijuga (Standl.) Britton & Rose y Prosopis laevigata (Humb. & Bonpl.), mediante TGA usando la deconvolución del análisis DTG y por un método químico. Además, el poder calorífico superior se determinó usando bomba calorimétrica y con base en modelos matemáticos. También, se realizó el análisis elemental orgánico e inorgánico. Resultó que, para la celulosa de las maderas de las cuatro especies de fabáceas se cumplió con la hipótesis planteada en este trabajo encontrando resultados consistentes entre el método TGA-DTG y el químico. Igualmente, las hemicelulosas y lignina para las maderas de Acacia pennatula y Albizia plurijuga. En particular, sólo se encontraron diferencias estadísticas para la madera de A. farnesiana en las sustancias extraíbles. En relación con el análisis proximal también se cumplió con la hipótesis planteada encontrando consistencias entre métodos para el contenido de cenizas en las maderas de Albizia plurijuga y Prosopis laevigata. Asimismo, para la materia volátil en las maderas de Acacia farnesiana, A. pennatula y Albizia plurijuga. Con respecto al poder calorífico superior usando la bomba calorimétrica y en función de los cálculos estimados a partir de la composición química y el análisis proximal para las maderas de Albizia plurijuga y Prosopis laevigata no se encontraron diferencias estadísticas significativas. En el análisis elemental orgánico de las maderas de cuatro especies de fabáceas se encontró que la concentración de nitrógeno se encuentra por debajo de los parámetros técnicos límite de (N, ?0.5) para su comercialización como biocombustibles sólidos. En la fracción inorgánica se identificaron 18 elementos en las cenizas y los más abundantes fueron; K, Ca, P, Sr, Na y Mg.