Hidrotermólisis sub-supercrítica de biomasa lignocelulósica y que contiene proteínas
Autores: Shah, Ayaz Ali; Sharma, Kamaldeep; Seehar, Tahir Hussain; Toor, Saqib Sohail; Sandquist, Judit; Saanum, Inge; Pedersen, Thomas Helmer
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Hidrotermólisis sub-supercrítica de biomasa lignocelulósica y que contiene proteínas
Categoría
Energía
Subcategoría
Tecnología de combustibles
Palabras clave
Liquefacción hidrotermal
Biocrudo
Materias primas
Temperatura
Catalizador
GCMS
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 64
Citaciones: Sin citaciones
La licuefacción hidrotermal (HTL) es una tecnología emergente para la producción de biocrudo, pero enfrenta desafíos para determinar la temperatura óptima de las materias primas dependiendo del modo de proceso. En este estudio, se probaron tres materias primas: madera, microalgas espirulina (Sp.) y lignina de hidrólisis, para HTL sub-supercrítica a 350 y 400 grados C a través de seis experimentos a escala de lote. Se utilizó un catalizador alcalino (KCO) con madera y lignina de hidrólisis, mientras que la Sp. se licuó sin catalizador. Además, se realizaron dos experimentos con madera en un Reactor de Tanque Agitado Continuo (CSTR) a 350 y 400 grados C, lo que proporcionó una comparación entre lote y continuo. Los resultados mostraron que la Sp. tuvo mayores rendimientos de biocrudo, seguida de la madera y la lignina. La temperatura subcrítica de 350 grados C produjo más biocrudo de todas las materias primas que el rango supercrítico. A 400 grados C, se produjo un cambio significativo en la lignina, con el porcentaje máximo de sólidos. Además, el estado supercrítico dio valores más altos para los Valores Caloríficos Superiores (HHVs) y una mayor cantidad de materia volátil en el biocrudo. El análisis de Cromatografía de Gases y Espectrometría de Masas (GCMS) reveló que los fenoles dominaron la composición del biocrudo derivado de la madera y la lignina de hidrólisis, mientras que el biocrudo de la Sp. exhibió porcentajes más altos de N-heterociclos y amidas. El análisis de la fase acuosa mostró un rango de Carbono Orgánico Total (TOC) de 7 a 22 g/L, con la Sp. mostrando un mayor contenido de Nitrógeno Total (TN), que varió de 11 a 13 g/L. Los niveles de pH de todas las muestras se mantuvieron consistentemente dentro del rango alcalino, excepto para Madera Cont. 350. Desde una perspectiva más amplia, el rango de temperatura subcrítica demostró ser ventajoso para aumentar el rendimiento de biocrudo, mientras que el estado supercrítico mejoró la calidad del biocrudo.
Descripción
La licuefacción hidrotermal (HTL) es una tecnología emergente para la producción de biocrudo, pero enfrenta desafíos para determinar la temperatura óptima de las materias primas dependiendo del modo de proceso. En este estudio, se probaron tres materias primas: madera, microalgas espirulina (Sp.) y lignina de hidrólisis, para HTL sub-supercrítica a 350 y 400 grados C a través de seis experimentos a escala de lote. Se utilizó un catalizador alcalino (KCO) con madera y lignina de hidrólisis, mientras que la Sp. se licuó sin catalizador. Además, se realizaron dos experimentos con madera en un Reactor de Tanque Agitado Continuo (CSTR) a 350 y 400 grados C, lo que proporcionó una comparación entre lote y continuo. Los resultados mostraron que la Sp. tuvo mayores rendimientos de biocrudo, seguida de la madera y la lignina. La temperatura subcrítica de 350 grados C produjo más biocrudo de todas las materias primas que el rango supercrítico. A 400 grados C, se produjo un cambio significativo en la lignina, con el porcentaje máximo de sólidos. Además, el estado supercrítico dio valores más altos para los Valores Caloríficos Superiores (HHVs) y una mayor cantidad de materia volátil en el biocrudo. El análisis de Cromatografía de Gases y Espectrometría de Masas (GCMS) reveló que los fenoles dominaron la composición del biocrudo derivado de la madera y la lignina de hidrólisis, mientras que el biocrudo de la Sp. exhibió porcentajes más altos de N-heterociclos y amidas. El análisis de la fase acuosa mostró un rango de Carbono Orgánico Total (TOC) de 7 a 22 g/L, con la Sp. mostrando un mayor contenido de Nitrógeno Total (TN), que varió de 11 a 13 g/L. Los niveles de pH de todas las muestras se mantuvieron consistentemente dentro del rango alcalino, excepto para Madera Cont. 350. Desde una perspectiva más amplia, el rango de temperatura subcrítica demostró ser ventajoso para aumentar el rendimiento de biocrudo, mientras que el estado supercrítico mejoró la calidad del biocrudo.