Análisis Comparativo de las Condiciones Óptimas de Reacción para la Carbonización Hidrotermal y los Procesos de Agua Caliente Líquida en la Valoración de las Vainas de Guisante y los Residuos de Cereza de Café en Químicos Plataforma
Autores: Lozano Pérez, Alejandra Sophia; Romero Mahecha, Valentina; Guerrero Fajardo, Carlos Alberto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis Comparativo de las Condiciones Óptimas de Reacción para la Carbonización Hidrotermal y los Procesos de Agua Caliente Líquida en la Valoración de las Vainas de Guisante y los Residuos de Cereza de Café en Químicos Plataforma
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Gestión
Café
Residuos de peapod
Procesos hidrotermales
Caracterización de biomasa
Productos químicos de plataforma
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La gestión de los desechos de café y de las vainas de guisante presenta desafíos ambientales significativos, con millones de toneladas generadas anualmente, lo que lleva a problemas de eliminación e ineficiencias en el uso de recursos. Los procesos hidrotermales ofrecen un método de valorización prometedor, aunque las características de la biomasa influyen significativamente en los productos resultantes. La caracterización de la biomasa reveló perfiles distintos para los desechos de cereza de café (humedad: 10.94%, cenizas: 7.79%, materia volátil: 79.91%, carbono fijo: 1.36%, celulosa: 27.6%, hemicelulosa: 12.5% y lignina: 13.7%) y las vainas de guisante (humedad: 7.77%, cenizas: 4.22%, materia volátil: 74.18%, carbono fijo: 13.0%, celulosa: 20.2%, hemicelulosa: 17.4% y lignina: 5.0%). Se realizaron experimentos en reactores hidrotermales de 100 mL y 500 mL con condiciones variables de temperatura (120-260 grados C), tiempo (1-4 h), agitación (ninguna y a 5000 y 8000 rpm), relación biomasa/agua (1:5, 1:10, 1:20 y 1:40), tamaño de partícula (0.5-5 mm) y catalizadores (ácidos y bases). Los resultados mostraron que las vainas de guisante produjeron más de 30 veces más productos químicos de plataforma que el café. Las altas temperaturas (más de 180 grados C) degradaron las vainas de guisante, mientras que los rendimientos del café aumentaron. Ambas biomasas fueron influenciadas de manera similar por las condiciones de reacción: relaciones más bajas de biomasa/agua, tamaños de partícula más pequeños, catalizadores ácidos y sin agitación aumentaron los rendimientos. Las vainas de guisante consistentemente tuvieron mayores rendimientos que el café en todas las condiciones. El análisis de biochar reveló antracita del café y carbón de las vainas de guisante.
Descripción
La gestión de los desechos de café y de las vainas de guisante presenta desafíos ambientales significativos, con millones de toneladas generadas anualmente, lo que lleva a problemas de eliminación e ineficiencias en el uso de recursos. Los procesos hidrotermales ofrecen un método de valorización prometedor, aunque las características de la biomasa influyen significativamente en los productos resultantes. La caracterización de la biomasa reveló perfiles distintos para los desechos de cereza de café (humedad: 10.94%, cenizas: 7.79%, materia volátil: 79.91%, carbono fijo: 1.36%, celulosa: 27.6%, hemicelulosa: 12.5% y lignina: 13.7%) y las vainas de guisante (humedad: 7.77%, cenizas: 4.22%, materia volátil: 74.18%, carbono fijo: 13.0%, celulosa: 20.2%, hemicelulosa: 17.4% y lignina: 5.0%). Se realizaron experimentos en reactores hidrotermales de 100 mL y 500 mL con condiciones variables de temperatura (120-260 grados C), tiempo (1-4 h), agitación (ninguna y a 5000 y 8000 rpm), relación biomasa/agua (1:5, 1:10, 1:20 y 1:40), tamaño de partícula (0.5-5 mm) y catalizadores (ácidos y bases). Los resultados mostraron que las vainas de guisante produjeron más de 30 veces más productos químicos de plataforma que el café. Las altas temperaturas (más de 180 grados C) degradaron las vainas de guisante, mientras que los rendimientos del café aumentaron. Ambas biomasas fueron influenciadas de manera similar por las condiciones de reacción: relaciones más bajas de biomasa/agua, tamaños de partícula más pequeños, catalizadores ácidos y sin agitación aumentaron los rendimientos. Las vainas de guisante consistentemente tuvieron mayores rendimientos que el café en todas las condiciones. El análisis de biochar reveló antracita del café y carbón de las vainas de guisante.