Energy valorization of cassava residual biomass for high-energy value precursors: pyrolysis case - (:unkn) unknown (Editorial Tecnológica de Costa Rica (entidad editora), 2026)
Valorización energética de biomasa residual de yuca para precursores de alto valor energético: caso pirólisis
The present work studied the pyrolysis of cassava residues through a thermogravimetric analysis (TGA). For this purpose, the selected biomass (cassava) was characterized by its calorific value, immediate analysis, and elemental analysis. For the experiments, three heating rates (50, 75, and 100 K/min) were used under in an inert atmosphere with a heating ramp from room temperature (~25 °C) to 900 °C. The initial characterization results showed an ash content of 1.8% by mass and a calorific value of 15.2 MJ/kg, making this residue a promising candidate for energy use through thermochemical conversion processes. On the other hand, during heat treatment under an inert atmosphere, the cassava residue experienced a major mass loss event at 339.57 °C for 50 and 75 K/min (the greatest mass loss was at 50 K/min, resulting in 12.15% of the char) and displaced 34 °C when the sample was treated at 100 K/min.  From the kinetic analysis, it was observed  that the activation energy increases as the conversion increases, whereas the Friedman method which presents high activation energies of 93.98, 190.98 and 182.1 kJ/mol at 0.15, 0.85 and 0.95 respectively. OFW and KAS methods present a similar behavior for the activation energy dependence on conversion, and the variation is minor between the results obtained with each of them.
En el presente trabajo se estudió la pirólisis de residuos de yuca a través de un análisis termogravimétrico (TGA). Para este propósito, la biomasa seleccionada (yuca) fue caracterizada a partir de su poder calorífico, análisis inmediato y elemental. Para los experimentos fueron usadas tres velocidades de calentamiento (50, 75 y 100 K/min) en una atmósfera inerte con una rampa de calentamiento desde la temperatura ambiente (~25 °C) hasta 900 °C. Los resultados de la caracterización inicial mostraron un contenido de cenizas del 1,8%, y poder calorífico del 15,2 MJ/kg, convirtiendo este residuo en un candidato potencial para su uso energético a través de procesos de conversión termoquímica. Por otro lado, durante el tratamiento térmico en atmósfera inerte, el residuo de yuca experimentó un evento de pérdida de masa principal a 339,57 °C para 50 y 75 K/min (la mayor pérdida de masa fue a 50 K/min, resultando en un 12,15% del carbón) y se desplazó 34 °C cuando se trató la muestra a 100 K/min. Del análisis cinético se observó que la energía de activación aumenta conforme aumenta la conversión, donde  el método Friedman que presenta altas energías de activación de 93,98, 190,98 y 182,1 kJ/mol en 0,15, 0,85 y 0,95 respectivamente. Los métodos Ozawa–Flynn–Wall (OFW) y Kissinger–Akahira–Sunose presentan un comportamiento similar para la dependencia de la energía de activación frente a la conversión y la variación es pequeña entre los resultados obtenidos con cada uno de ellos.
Keywords: Biomass wastes; cassava; TG-DTG; pyrolysis; activation energy; Residuos de biomasa; mandioca; TG-DTG; pirólisis; energía de activación