Știuleți de porumb ca și combustibil în sistemul CANDLE


stiuleti de porumb

În fața cererii de energie în continuă creștere, a preocupărilor pentru mediu și a imperativului de a trece la surse de energie durabile, deșeurile din biomasă au apărut ca o resursă valoroasă pentru producerea energiei. Printre acestea, deșeurile de biomasă din stiuleți de porumb au un potențial semnificativ ca materie primă regenerabilă pentru producția de combustibil solid. Porumbul oferă o cale promițătoare de reducere a dependenței de combustibilii fosili dar și pentru atenuarea impactului asupra mediului.

Biomasa este o resursă potențială, neutră din punct de vedere al carbonului, deoarece reprezintă circuitul natural al carbonului natură. Numim biomasă orice material biologic regenerabil care poate fi utilizat direct ca și combustibil sau transformat într-o altă formă de combustibil.

Porumbul – biomasa viitorului?

Prin excelență, porumbul este de secole considerat deopotrivă aliment și furaj.

Porumbul, a cărui poveste a devenit legendă și ale cărui origini se pierd în negura timpului, în afară de a fi considerat un ingredient delicios în multe retete, este și un combustibil ecologic, cu o mare putere calorică, cu o mare disponibilitate, ușor de reperat și la costuri reduse. Puterea termică a substanței uscate din știuletele de porumb este de 17 MJ/kg, similară cu toate celelalte reziduuri de cultură.

Porumbul, ca și peleții, asigură o ardere curata, neutră, mai bună decat cea a combustibililor fosili: motorină, păcură, gaz, cărbune, care determină un conținut crescut de dioxid de carbon și gaze nocive în atmosferă.

Istoria contemporană îl plasează în categoria combustibililor ecologici de prim rang, regenerabil, ușor de găsit local și la preț convenabil. Prin preț avantajos ne referim la faptul că putem arde mai ales porumb declasat, deșeuri din diverse procese de prelucrare, neutilizabile în hrana oamenilor sau a animalelor și care altfel ar fi aruncate.

Prin ardere curată ne referim la faptul că obținem căldură ecologică, nepoluantă, cenușa fiind un bun fertilizant pentru sol. Chiar dacă luăm în considerare prețul listat la bursă al porumbului, se dovedește un combustibil economic, având în vedere puterea calorică deosebită, de 6200 Kcal/Kg.

La acest moment, un kilogram de știuleți de porumb se vinde în satele românești cu 70-80 de bani, adică o tonă ajunge până în 800 de lei. Porumbul care nu s-a prea făcut și are puține boabe pe cocean are un preț mai mic – de 50-60 de bani kilogramul și este valorificat chiar pentru încălzirea locuințelor sau generarea de energie în diverse aplicații, spre exemplu solarii.

Știuleții de porumb în sistemul de încălzire CANDLE

Arderea știuleților de porumb, cu tot cu boabe, ca și combustibil în sistemul de încălzire CANDLE. Ars la o umiditate de aproximativ 15% în cazanele noastre cu randament de 93%, este produsul cel mai avantajos pentru încălzire, nu scoate fum, iar cantitatea de cenușă este aproape aceeași ca la arderea peleților. Ușor de transportat și depozitat.

Pentru a evita depunerile de cruste dure pe suprafața schimbătorului de căldură, se poate arde în amestec de 50% cu lemnul sau derivatele sale, brichetate sau nu.

Dar nu numai porumbul se poate folosi drept combustibil.

La fel de bine puteți arde floarea-soarelui, fasole, năut, grâu, boabe de rapiță, de asemenea în amestec cu lemnul. Deșeuri de vinificație sau rezultate după distilarea diverselor fructe care conțin sâmburi, sau din decojirea nucilor și a alunelor. Încălzirea casei cu porumb în amestec cu peleți este o soluție bună pentru a reduce cheltuielile de peste iarnă.

Toată această masă de energie însemnată, deloc neglijabilă, poate fi exploatată la maxim de centralele lumânare CANDLE, construite special pentru utilizarea biomasei pentru încălzire. Singurele centrale în măsură să convertească peste 90% din această energie în căldură, fără emisii de praf, fum sau alte substanțe poluante, furnizând apă caldă pentru diverse tipuri de termosisteme și, de asemenea, apă caldă menajeră.

Compoziția chimică a știuleților de porumb

Știuletele de porumb are următoarea compoziție chimică: BEM (amidon) 53,5%, fibre brute (celuloză) 32,4%, proteine 2,5%, grăsime 0,5%, cenușă 1,5% și umiditate 9,6%.

Conține următoarele elemente chimice: fosfor 0,04%, sulf 0,42%, potasiu 0,76%, sodiu 0,02%, magneziu 0,06%, siliciu 0,087%, fier 0,027% și calciu 0,11% (Bekric, 1997).

Compoziția chimică a porumbului absolut uscat este următoarea: carbon (C) 48,31%, hidrogen (H) 5,74%, oxigen (O) 43,13%, azot (N) 0,66% și cenușă 2,16%. Există 80% materie volatilă într-un știulete de porumb.

Avantaje și utilizare știuleți de porumb

Pentru încălzire nu este necesar să utilizăm produsul de prima calitate, ci toate deșeurile (reziduuri) ce rezultă în urma diverselor procese de prelucrare (aceste produse care sunt eliminate de pe piață, deoarece nu sunt destinate consumului uman sau animal și care datorită neutilizării lor ar fi aruncate).

Sunt optime pentru alimentarea centralelor policombustibile, care, prin intermediul proceselor de ardere, transformă aceste reziduuri în energie termică, caldură ecologică, sănătoasa și fără să fie poluantă, reziduurile de combustie (cenușa) poate fi utilizată ca și fertilizant în agricultură. 

Ars în centrale potrivite acestui tip de combustibil, porumbul s-a dezvăluit ca fiind produsul cel mai economic pentru încălzire. Prețul său este printre cele mai scăzute față de alți combustibili.

  • Are o putere calorică de aproximativ 6200 Kcal/Kg (cu umiditate de aproximativ 15%). Ars în centrale a caror randament este de aproape 90% nu emite fum, iar reziduurile produse în urma arderii sunt aproape egale cu cele produse de peleți; 
  • Este un combustibil nepoluant, regenerabil și usor de reperat local; 
  • Usor de transportat și simplu de depozitat; 
  • Sursă locală, porumbul este cultivat local, ceea ce reduce dependența de importurile de energie și sprijină economia locală;
  • Pentru a depăși unele probleme de ardere ale porumbului, cum ar fi formarea crustelor dure, acesta trebuie amestecat în procente cuprinse intre 30-60% cu biomasa lemnoasă, care le pune la dispoziție “lignina”, indispensabilă pentru arderea porumbului, grâului, năutului, fasolei, semințelor de rapiță, floarea-soarelui, etc. (procedând astfel, veți avea o funcționare perfectă a centralei și o maximă economie) 

Porumbul, de la aliment la combustibil

Porumbul, aliment sau combustibil? Cine ar fi crezut? Cu doar 2,5 kilograme de porumb se poate obține puterea calorică echivalentă cu un litru de motorină. Dacă cărbunele utilizat de centralele termice are în medie o putere calorică de 1600-2000 kilocalorii pe kilogram și o umiditate de 35-45%, puterea calorică a porumbului uscat este de 4718 kilocalorii pe kilogram, iar, după unele surse, chiar 6.200 kilocalorii pe kilogram.

Pe măsură ce conținutul de umiditate din materialul vegetal crește, puterea termică a biomasei scade. Știuleții de porumb absolut uscați generează o putere termică mai mare de 18,35 kJ/kg.

Când conținutul de umiditate este de 5%, puterea termică a știuleților de porumb este de 17,45 kJ/kg. Dacă conținutul de umiditate este de 10%, puterea termică inferioară a știuleților de porumb este egală cu 16,4 kJ/kg. La un conținut de umiditate de 15% este de 15,36 kJ/kg. La 20% umiditate este de 14,3 kJ/kg, și, în cele din urmă, la 25%, puterea termică scade la 13,3 kJ/kg.