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Kinetic and thermodynamic comparative study of quince bio-waste slow pyrolysis before and after sustainable recovery of pectin compounds

cnea.tipodocumentoARTÍCULO CIENTÍFICO
dc.contributor.authorTorres Sciancalepore, Rodrigo Agustin
dc.contributor.authorFernandez Brizuela, Anabel Alejandra
dc.contributor.authorAsensio, Daniela Anabel
dc.contributor.authorRiveros Gomez, Mathias Adrián
dc.contributor.authorFabani, Maria Paula
dc.contributor.authorFouga, Gastón Galo
dc.contributor.authorRodriguez, Rosa Ana
dc.contributor.authorMazza, German Delfor
dc.date.accessioned2025-12-11T23:31:35Z
dc.date.available2025-12-11T23:31:35Z
dc.date.issued2022-01
dc.description.abstractThis work aims to study and compare the kinetic and thermodynamic behavior of pyrolysis of quince waste (QW) and pectin-free quince waste (PFQW) after extraction. The pectin extraction with acid treatment had a yield of 3.2 ± 0.1 % (dry basis, db). Pyrolysis experiments were conducted in a macro-TG reactor at three heating rates (5, 10, and 15 °C/min) and temperatures in the range 27–900 °C under a nitrogen atmosphere. A better fit of the experimental data was achieved by modeling the reactions by a multi-step mechanism considering three different parallel reactions for thermal decomposition of hemicelluloses, cellulose, and lignin. The results indicated that the Flynn-Wall-Ozawa (FWO) method provided the best R2, MSE, and AAD values. The resulting values of the thermodynamic activation parameters ΔH, ΔG, and ΔS were 53.28–89.36 kJ/mol, 114.54–155.01 kJ/mol, and −0.17–(−0.04) kJ/(mol K) for pyrolysis of QW, and 29.97–90.68 kJ/mol, 99.42–158.86 kJ/mol, and −0.23 – (−0.01) kJ/(mol K) for PFQW. According to bioenergy indicators, PFQW presented good characteristics as a biofuel feedstock due to its high energy density values. The kinetic and thermodynamic parameters indicated greater reactivity of PFQW to pyrolysis compared to QW, showing that in addition to obtaining a product with added value, such as pectin, the extraction process generates a solid residue that is easier to treat under a thermochemical platform. The novelty of the paper focuses on the influence of the pretreatment of quince bio-waste (by extracting pectin compounds) on reactivity to pyrolysis, providing valuable kinetic and thermodynamic information.
dc.description.institutionalaffiliationFil: Torres Sciancalepore, Rodrigo Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Fernandez Brizuela, Anabel Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Patagonia Confluencia. Instituto de Investigacion y Desarrollo En Ingenieria de Procesos, Biotecnologia y Energias Alternativas. Grupo Vinculado Instituto de Ingenieria Quimica | Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigacion y Desarrollo En Ingenieria de Procesos, Biotecnologia y Energias Alternativas. Grupo Vinculado Instituto de Ingenieria Quimica.; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Asensio, Daniela Anabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Riveros Gomez, Mathias Adrián. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Patagonia Confluencia. Instituto de Investigacion y Desarrollo En Ingenieria de Procesos, Biotecnologia y Energias Alternativas. Grupo Vinculado Instituto de Ingenieria Quimica | Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigacion y Desarrollo En Ingenieria de Procesos, Biotecnologia y Energias Alternativas. Grupo Vinculado Instituto de Ingenieria Quimica.; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Fabani, Maria Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; Argentina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Instituto de Biotecnología; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Fouga, Gastón Galo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Departamento de Fisicoquimica y Control de Calidad ; Gerencia Complejo Tecnologico Pilcaniyeu ; Comision Nacional de Energia Atomica;
dc.description.institutionalaffiliationFil: Rodriguez, Rosa Ana. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Patagonia Confluencia. Instituto de Investigacion y Desarrollo En Ingenieria de Procesos, Biotecnologia y Energias Alternativas. Grupo Vinculado Instituto de Ingenieria Quimica | Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigacion y Desarrollo En Ingenieria de Procesos, Biotecnologia y Energias Alternativas. Grupo Vinculado Instituto de Ingenieria Quimica.; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Mazza, German Delfor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; Argentina
dc.identifier.issn0196-8904
dc.identifier.urihttps://nuclea.cnea.gob.ar/handle/20.500.12553/8486
dc.publisherPergamon-Elsevier Science Ltd
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/reference/hdl/11336/216262
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890421012528
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.115076
dc.rights.licenseinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.licensehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subjectBIOENERGY POTENTIAL
dc.subjectPECTIN EXTRACTION
dc.subjectPYROLYSIS KINETICS
dc.subjectQUINCE BIO-WASTE
dc.subjectTHERMODYNAMIC PARAMETERS
dc.subjectIngeniería de Procesos Químicos
dc.subjectIngeniería Química
dc.subjectINGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
dc.titleKinetic and thermodynamic comparative study of quince bio-waste slow pyrolysis before and after sustainable recovery of pectin compounds
dc.typeARTÍCULO
dc.type.versionVersión publicada

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