توليد بريكت‌هاي سوختي باگاس تقويت‌شده به‌وسيلۀ اتصال‌دهنده‌هاي نانوسلولز و نانوليگنوسلولز

Production of bagasse biofuel briquettes reinforced by nanocellulose and nanolignocellulose binders

تبديل پسماندهاي زيست‌توده مانند باگاس به‌عنوان منابع ليگنوسلولزي فراوان و در دسترس به سوخت‌هاي جامد زيستي مي‌تواند جايگزين مناسب منابع سوخت‌هاي فسيلي و آلايندۀ محيط زيست باشد. هدف تحقيق حاضر، توليد بريكت‌هاي سوختي از دو طبقۀ ابعادي خرده‌باگاس و باگاس آسياب‌شده است. از اتصال‌دهنده‌هاي ليگنوسلولزي نانومتري شامل نانوليگنوسلولز (LCNF) و نانوسلولز (CNF) در سه سطح 3، 6 و 9 درصد به‌منظور تقويت و بهبود پارامترهاي فني و حرارتي استفاده شد. بريكت‌ها به روش متراكم‌سازي با سيلندر و پيستون در فشار MPa 150 و دماي 100 درجۀ سلسيوس توليد شدند. نتايج اثر مثبت اتصال‌دهنده‌هاي ليگنوسلولزي نانومتري بر ويژگي‌هاي مقاومتي و حرارتي را نشان دادند. بدين ترتيب نانوليگنوسلولز بر خواص فيزيكي و مكانيكي تأثير بيشتري نسبت به اتصال‌دهندۀ نانوسلولز در هر دو طبقۀ ابعادي داشتند. همچنين در خصوص ويژگي‌هاي حرارتي اتصال‌دهندۀ نانوليگنوسلولز نتايج بهتري را در بريكت‌هاي سوختي نشان داد. در مجموع، نانوليگنوسلولز را مي‌توان اتصال‌دهندۀ مناسب‌تري معرفي كرد؛ چراكه هزينه‌هاي توليد آن در مقايسه با نانوسلولز كمتر و ارزش حرارتي بريكت حاصل به‌دليل وجود ليگنين در تركيب آن بيشتر است. به‌طوري كه در سطح استفادۀ 9 درصد مقاومت فشاري و ارزش حرارتي آن براي خرده‌باگاس و باگاس آسياب‌شده به‌ترتيب 34.37 N.mm, 19.85 MJ/Kg and 19.85 Nmm 29.45 MJ/Kg به‌دست آمد.

Converting biomass waste such as bagasse as an abundant lignocellulosic resource available for producing biofuels can be a viable alternative to fossil fuel and environmental pollutants. The purpose of the present study was to produce biofuel briquettes from two dimensional classes of shredded bagasse and grinded bagasse. Nanometer lignocellulose binders including nanolignocellulose (LCNF) and nanocellulose (CNF) at three levels of 3, 6 and 9% were used to enhance and improve the thermal and technical parameters. The briquettes were produced by cylinder and piston press at 150 MPa and 100 °C. The results showed a positive effect of nanometer lignocellulosic binders on the thermal and strength properties. Thus, nano-lignocellulose was more effective on the physical and mechanical properties of nanocellulose binder in both dimensional classes. Also, in terms of thermal properties of nano-lignocellulose binder, better results were obtained in biofuel briquettes. Consequently, nanolignocellulose may be a more suitable binder, since its production costs are lower than nanocellulose and the calorific value of briquette is higher due to the low lignin content in the compound. As a result, at 9% level of usage, calorific value and compressive strength of shredded and grinded bagasse were 34.37 N.mm, 19.85 MJ/Kg and 19.85 Nmm 29.45 MJ/Kg, respectively.