Aprovechamiento de residuos lignocelulósicos para la producción de biocombustibles y bioproductos

Abstract

La presente tesis se basa en la investigación y desarrollo de procesos que utilizan la biomasa como materias prima para la producción de biocombustibles y bioproductos y que sirva de base para el desarrollo de las futuras biorrefinerías integradas. Para ello se seleccionaron diferentes subproductos, de tres especies arbóreas, con diferentes contenidos en celulosa, hemicelulosa y lígnina y de diferentes procedencias: dos palmeras procedentes de Brasil, y de las cuáles se ha optado para el estudio la hoja de carnaúba desprovista de cera, la cáscara, pulpa y endocarpio de la macaúba y por último un residuo de Castilla y León de alto valor energético como es la cáscara del piñón del pino piñonero. También se uso como sustrato, a modo de comparación, celulosa nativa. Esta tesis a su vez se dividió en cuatro estudios o líneas de investigación, redactados en formato full paper y remitidos a revistas especializadas para su evaluación.

En el primer artículo, que lleva por título: Estudio cinético sobre la conversión asistida por microondas de celulosa y residuos de lignocelulosa en HMF/furfural, se estudió la producción de HMF y furfural en un horno de microondas convencional, utilizando como sustrato hojas de palma de carnauba, pulpa y cascara de macauba, cascara de piñón y celulosa nativa.

En el Segundo artículo, que lleva por título Hidrólisis ácida eficiente en líquidos iónicos, asistida por microondas, de materiales lignocelulósicos en azúcares reductores totales, se estudió la producción de azúcares reductores totales (TRS) a través de la hidrólisis catalizada por ácido asistida por microondas en líquidos iónicos (ILS) de diferentes materiales lignocelulósicos (hojas de carnauba, cáscara macauba y cáscara de piñón) y celulosa nativa.

En el tercer artículo, titulado Remoción de Rodamina B con carbones activados de residuos lignocelulósicos, se evaluó la producción de carbón activado a partir de subproductos procedentes de la producción de cera de carnauba (hojas), aceite de las semillas macauba (endocarpio) y piñones del pino piñonero (shell), utilizando H3PO4 o CaCl2 para su activación química.

En el cuarto y último artículo, titulado Un ejemplo de reutilización de residuos lignocelulósicos en dos fases consecutivas: absorción de contaminantes y la hidrólisis enzimática, se presenta un ejemplo de reutilización y revalorización de residuos lignocelulósicos: hoja de palma de carnauba, endocarpio de macauba y cascara de piñón. En primer lugar se estudió en detalle la adsorción físico-química de Rodamina B (RhB) por parte de los diferentes materiales, mostrando la naturaleza espontánea y endotérmica del proceso.