RT info:eu-repo/semantics/masterThesis
T1 Hydrogenation of D-Xylose molecules in the presence of solid foam catalysts in a stirred tank reactor
A1 Goicoechea Torres, Alberto
A2 Universidad de Valladolid. Escuela de Ingenierías Industriales
K1 Heterogeneus Catalyst
K1 D-Xylose
K1 Sugar alcohol
K1 Stirred Tank Reactor and Ruthenium
K1 3303 Ingeniería y Tecnología Químicas
AB ANTECEDENTES: Una parte importante de los portadores de energía y de los productos materiales del mundo se derivan de las refinerías de combustibles fósiles. Se espera que la viabilidad de la explotación de los combustibles fósiles disminuya en un futuro próximo debido a los continuos aumentos de precio, la disponibilidad incierta y las preocupaciones medioambientales. Por ello, deben promoverse soluciones alternativas capaces de mitigar el cambio climático y reducir el uso de combustibles fósiles. El uso de la biomasa como materia prima para la producción de combustibles y productos químicos en lugar del petróleo es una posibilidad intrigante que está impulsando el desarrollo de complejos de biorrefinería. En esta perspectiva, el uso de la biomasa lignocelulósica como materia prima para la industria química es un enfoque viable que ha recibido mucha atención en los últimos años, como la fabricación de polialcoholes. Así, estos polioles generados a partir de la hidrogenación de moléculas de azúcar, son compuestos flexibles con una amplia gama de aplicaciones, incluyendo edulcorantes bajos en calorías, excipientes medicinales, agentes anticaries, etc. El objetivo de esta tesis fue mejorar un novedoso catalizador de espuma de célula abierta basado en rutenio soportado sobre carbono. Así, se utilizó un catalizador heterogéneo para realizar experimentos cinéticos para la hidrogenación selectiva de la D-Xilosa en su alcohol de azúcar D-Xilitol. Para ello, se llevó a cabo una amplia gama de experimentos diferentes a distintas temperaturas (60-90ºC), presiones (20-40 bar) y concentraciones iniciales de D-Xilosa (0,065, 0,13, 0,26 M), para investigar el papel de cada una de ellas en la velocidad de reacción. El catalizador sólido de espuma de célula abierta utilizado en esta tesis comprendía los siguientes pasos de preparación: corte de la pieza de espuma de aluminio de célula abierta, seguido de un pretratamiento de oxidación anódica, a continuación un recubrimiento de carbono con un pretratamiento ácido posterior, para terminar con un paso de impregnación de rutenio y una reducción Ex-Situ.RESULTADOS: Se lograron conversiones de D-Xilosa de hasta el 100 %, dependiendo de las condiciones de reacción. También se detectó cierta formación de subproductos, que afectó a la calidad de la selectividad, aunque sólo supuso un 2% en peso. El catalizador se caracterizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) y espectrometría de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente (ICP-OES). En cuanto a la modelización cinética, se propusieron las hipótesis de Langmuir Hinshelwood para la reacción y, para determinar los valores numéricos de los parámetros cinéticos, se utilizó una regresión no lineal.CONCLUSIONES: Los modelos cinéticos desarrollados en esta tesis fueron capaces de predecir el proceso de hidrogenación del azúcar a diferentes temperaturas y presiones de hidrógeno teniendo en cuenta los subproductos de la reacción. Determinandose así todos los parámetros cinéticos.
YR 2022
FD 2022
LK https://uvadoc.uva.es/handle/10324/54496
UL https://uvadoc.uva.es/handle/10324/54496
LA eng
NO Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente
DS UVaDOC
RD 16-jun-2024