Producción de bioaceites a partir de biomasa residual en reactores hidrotermales

Abstract

La producción energética actualmente depende en su mayoría de combustibles fósiles, siendo una de las principales fuentes de calentamiento global, por lo que los biocombustibles pueden ser uno de los impactos más transcendentes a la hora de disminuir dicho calentamiento. Los biocombustibles ofrecen una serie de beneficios ambientales, económicos y sociales que los hacen una alternativa prometedora y complementaria a los combustibles fósiles. Para la preparación de biocombustible en este Trabajo de Fin de Grado, se ha llevado a cabo la extracción y producción de bioaceites procedente de biomasas lignocelulósicas residuales tales como café, residuos de madera de pino y eucalipto a través de un tratamiento de licuefacción hidrotermal (HTL), en un reactor batch “Autoclave”, donde la biomasa es mezclada con agua, la cual actúa como reactivo y catalizador, y se calienta a temperaturas (entre 150- 350ºC) y presiones (entre 50-200 bar). Este proceso permite que la biomasa a utilizar se descomponga en moléculas más pequeñas, se deshidrate y seguidamente reaccionen para formar el bioaceite. Para la obtención de bioaceites es importante realizar un proceso de experimentación, el cual se desarrollará bajo diferentes temperaturas y presiones, así como una variación en los tiempos de reacción, ya que estas condiciones serán evaluadas para obtener datos óptimos para su siguiente evaluación en reactores continuos. Este bioaceite se separa de la mezcla de reacción a través de disolventes orgánicos, que en nuestro caso es acetona. La HTL ofrece una serie de ventajas, desde la conversión eficiente de materiales hasta la reducción del impacto ambiental y la diversificación de las fuentes de productos químicos y energía, además presenta diversas ventajas frente a la pirólisis y la gasificación, obteniendo productos de calidad y la no utilización de una etapa previa de secado al utilizar el agua como medio de reacción.

Energy production currently depends mostly on fossil fuels, which are one of the main sources of global warming, so biofuels could be one of the most significant impacts on reducing global warming. Biofuels offer a number of environmental, economic and social benefits that make them a promising and complementary alternative to fossil fuels. For the preparation of biofuel in this Final Degree Project, the extraction and production of bio-oils from residual lignocellulosic biomasses such as coffee, pine and eucalyptus wood waste has been carried out through a hydrothermal liquefaction treatment (HTL), in an "Autoclave" batch reactor, where the biomass is mixed with water, which acts as a reagent and catalyst, and heated at temperatures (between 150 350ºC) and pressures (between 50-200 bar). This process allows the biomass to be used to break down into smaller molecules, dehydrate and then react to form the bio oil. In order to obtain bio-oils, it is important to carry out an experimental process, which will be developed under different temperatures and pressures, as well as a variation in the reaction times, since these conditions will be evaluated to obtain optimal data for its subsequent evaluation in continuous reactors. This bio-oil is separated from the reaction mixture through organic solvents, which in our case is acetone. HTL offers a number of advantages, from the efficient conversion of materials to the reduction of environmental impact and the diversification of chemical and energy sources, as well as several advantages over pyrolysis and gasification, obtaining quality products and not using a previous drying stage by using water as a reaction medium.