Evaluación de la producción del biocrudo obtenido de la licuefacción hidrotérmica de residuos de pinzote de banano, utilizando níquel soportado sobre sílica-alúmina (Ni/SiO2 ¿ Al2O3) e hidróxido de sodio (NaOH) como catalizadores
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2021
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Resumen
Se evaluó el uso de residuos de pinzote de banano para la producción de biocrudo mediante el proceso de licuefacción hidrotérmica (LHT). Para esto, se llevó a cabo dicha reacción bajo distintas condiciones de operación, variando en tres niveles la temperatura y el tipo de catalizador. Las temperaturas estudiadas fueron 200 ◦C, 250 ◦C y 300 ◦C. Se utilizó hidróxido de sodio (NaOH) como catalizador homogéneo y alúmina recubierta de sílice-níquel (Ni/SiO2 − Al2O3) como catalizador heterogéneo. Asimismo, se realizaron corridas sin catalizador. Se caracterizó la biomasa en cuestión, determinando el porcentaje de lignina, celulosa y hemicelulosa, así como la cantidad de monosacáridos, humedad, densidad y calor de combustión del pinzote. Además, se realizó un análisis elemental de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre (CHONS). Finalmente, con el fin de caracterizar el biocrudo obtenido, se llevó a cabo un análisis químico cualitativo empleando un cromatógrafo de gases con detector de masas (GC/MS). Adicionalmente, se realizó un análisis elemental de car- bono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre (CHONS), así como la determinación del calor de combustión, densidad y viscosidad del biocrudo. Se determinó, por me- dio de un diseño experimental factorial 32, que las mejores condiciones de reacción de LHT de residuos de pinzote consisten en el uso de una temperatura de 300 ◦C con el catalizador Ni/SiO2 − Al2O3, con las cuales se obtuvo el mayor rendimiento de biocrudo, de 46.67 % tras 2 h de reacción. Se recomienda una ruta para el proceso de upgrade (procesamiento de mejora) del biocrudo obtenido, incluyendo etapas de esterificación, transesterificación e hidrotratamiento, con el fin de aumentar el calor de combustión de 15 153 kJ/kg y el contenido de hidrógeno de 9.64 %, así como reducir el contenido de 41.53 % de oxígeno. Se demostró con un 95 % de confianza que tanto la temperatura...
Se evaluó el uso de residuos de pinzote de banano para la producción de biocrudo mediante el proceso de licuefacción hidrotérmica (LHT). Para esto, se llevó a cabo dicha reacción bajo distintas condiciones de operación, variando en tres niveles la temperatura y el tipo de catalizador. Las temperaturas estudiadas fueron 200 ◦C, 250 ◦C y 300 ◦C. Se utilizó hidróxido de sodio (NaOH) como catalizador homogéneo y alúmina recubierta de sílice-níquel (Ni/SiO2 − Al2O3) como catalizador heterogéneo. Asimismo, se realizaron corridas sin catalizador. Se caracterizó la biomasa en cuestión, determinando el porcentaje de lignina, celulosa y hemicelulosa, así como la cantidad de monosacáridos, humedad, densidad y calor de combustión del pinzote. Además, se realizó un análisis elemental de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre (CHONS). Finalmente, con el fin de caracterizar el biocrudo obtenido, se llevó a cabo un análisis químico cualitativo empleando un cromatógrafo de gases con detector de masas (GC/MS). Adicionalmente, se realizó un análisis elemental de car- bono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre (CHONS), así como la determinación del calor de combustión, densidad y viscosidad del biocrudo. Se determinó, por me- dio de un diseño experimental factorial 32, que las mejores condiciones de reacción de LHT de residuos de pinzote consisten en el uso de una temperatura de 300 ◦C con el catalizador Ni/SiO2 − Al2O3, con las cuales se obtuvo el mayor rendimiento de biocrudo, de 46.67 % tras 2 h de reacción. Se recomienda una ruta para el proceso de upgrade (procesamiento de mejora) del biocrudo obtenido, incluyendo etapas de esterificación, transesterificación e hidrotratamiento, con el fin de aumentar el calor de combustión de 15 153 kJ/kg y el contenido de hidrógeno de 9.64 %, así como reducir el contenido de 41.53 % de oxígeno. Se demostró con un 95 % de confianza que tanto la temperatura...
Se evaluó el uso de residuos de pinzote de banano para la producción de biocrudo mediante el proceso de licuefacción hidrotérmica (LHT). Para esto, se llevó a cabo dicha reacción bajo distintas condiciones de operación, variando en tres niveles la temperatura y el tipo de catalizador. Las temperaturas estudiadas fueron 200 ◦C, 250 ◦C y 300 ◦C. Se utilizó hidróxido de sodio (NaOH) como catalizador homogéneo y alúmina recubierta de sílice-níquel (Ni/SiO2 − Al2O3) como catalizador heterogéneo. Asimismo, se realizaron corridas sin catalizador. Se caracterizó la biomasa en cuestión, determinando el porcentaje de lignina, celulosa y hemicelulosa, así como la cantidad de monosacáridos, humedad, densidad y calor de combustión del pinzote. Además, se realizó un análisis elemental de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre (CHONS). Finalmente, con el fin de caracterizar el biocrudo obtenido, se llevó a cabo un análisis químico cualitativo empleando un cromatógrafo de gases con detector de masas (GC/MS). Adicionalmente, se realizó un análisis elemental de car- bono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre (CHONS), así como la determinación del calor de combustión, densidad y viscosidad del biocrudo. Se determinó, por me- dio de un diseño experimental factorial 32, que las mejores condiciones de reacción de LHT de residuos de pinzote consisten en el uso de una temperatura de 300 ◦C con el catalizador Ni/SiO2 − Al2O3, con las cuales se obtuvo el mayor rendimiento de biocrudo, de 46.67 % tras 2 h de reacción. Se recomienda una ruta para el proceso de upgrade (procesamiento de mejora) del biocrudo obtenido, incluyendo etapas de esterificación, transesterificación e hidrotratamiento, con el fin de aumentar el calor de combustión de 15 153 kJ/kg y el contenido de hidrógeno de 9.64 %, así como reducir el contenido de 41.53 % de oxígeno. Se demostró con un 95 % de confianza que tanto la temperatura...
Descripción
Proyecto de graduación (licenciatura en ingeniería química)--Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química, 2021
Palabras clave
BANANOS - RESIDUOS - APLICACIONES INDUSTRIALES, BIOMASA, CATALIZADORES, ENERGIA BIOMASICA - PRODUCCION, LICUEFACCION HIDROTERMICA DE BIOMASA, PRODUCTOS DE RESIDUOS COMO COMBUSTIBLE