Tratamiento alternativo de residuos provenientes de biomasa: Catalytic Fast Pyrolysis de celulosa.

MARIA LUZ NIEVA; MARA VOLPE; ELIZABETH L. MOYANO

Mar del Plata

Congreso; Argentina Ambiente 2012. 1er Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental y 1er Congreso Nacional de la Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2012

Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental

Los materiales lignocelulósicos son la fuente más abundante de la biomasa y la utilización de los mismos como recurso renovable puede convertirse en una importante materia prima para reemplazar o sustituir parcialmente las materias primas fósiles para la producción sostenible  de combustibles y productos químicos. El proceso de Fast Pyrolysis o pirólisis rápida de biomasa involucra la descomposición térmica en ausencia de oxígeno para convertir los residuos de biomasa en productos líquidos (biocombustibles) conjuntamente con gases no condensables (CO, CO2 e H2) y residuos carbonosos (carbón vegetal). Es conocido que la fast pyrolysis de materiales celulósicos genera un biolíquido enriquecido en 1,6-anhidrosacáridos y furanos, derivados que constituyen importantes materiales de partida para la obtención de otros compuestos de interés.1Tanto la impregnación previa del material con ácidos como el empleo de catalizadores en la pirólisis permite la obtención de alto contenido de levoglucosan, levoglucosenona y/o furfural en la fracción líquida del pirolizado.2 En este trabajo se presenta la aplicación de la técnica de Fast Pyrolysis y Catalytic Fast Pyrolysis al estudio térmico de celulosa microcristalina. Se ha determinado la composición del líquido obtenido en función de la temperatura del proceso, el catalizador sólido empleado y el tipo de impregnación del material celulósico. Las temperaturas evaluadas fueron entre 200 y 400ºC, con incrementos de 50 ºC. Los catalizadores heterogéneos empleados fueron CeO2, MCM-48 y Al-FeMCM-41. La impregnación se realizó con acido fósforico tanto en sistema de calentamiento convencional como con irradiación de microondas. Las fracciones líquidas se analizaron por cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas y los productos puros fueron caracterizados por resonancia magnética nuclear (RMN 1H y 13C). El análisis de los crudos indicó la presencia de 5-Hidroxi-ciclopentenona (HC), 1,4:3,6-dianhidro-d-glucopiranosa y Levoglucosan (LG) como productos mayoritarios. En sistemas no catalíticos, a 300°C se obtiene una mayor proporción de HC mientras que a 400°C se obtiene fundamentalmente LG. El catalizador MCM-48 favorece la formación de HC obteniéndose altos porcentajes de este producto a 350ºC. La impregnación con ácido fosfórico favoreció la obtención tanto de HC como de 1,4:3,6-dianhidro-d- glucopiranosa dependiendo de las temperaturas de reacción.