Valorización del licor negro mediante tratamiento hidrotérmico
- Autores: Emre Demirkaya
- Directores de la Tesis: María José Cocero Alonso (dir. tes.), Danilo Alberto Cantero Sposetti (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Valladolid ( España ) en 2024
- Idioma: inglés
- Títulos paralelos:
- Valorization of Black Liquor using Hydrothermal Treatment
- Tribunal Calificador de la Tesis: José María Franco Gómez (presid.), María Dolores Bermejo Roda (secret.), Óscar Benito Román (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Termodinámica de Fluidos por la Universidad de Burgos; la Universidad de Santiago de Compostela; la Universidad de Valladolid y la Universidad Rovira i Virgili
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: UVADOC
- Resumen
El licor negro, un subproducto de las fábricas de pasta y las biorrefinerías, se ha revelado como un candidato prometedor para estos fines. El objetivo de este trabajo es valorizar el licor negro mediante la tecnología de procesamiento hidrotérmico (HTL) para producir un material de uso final (biolubricante) y probar diversas condiciones para controlar los efectos del HTL.
El primer capítulo se centra en la despolimerización en agua supercrítica del licor negro, el refinado y el análisis de los productos, incluidos los biopolioles. El tratamiento hidrotérmico (HTL) del licor negro (385°C, 26 MPa) se llevó a cabo en una planta piloto de agua supercrítica (SCW) diseñada a medida con tiempos de reacción rápidos de unos 0,4 segundos. En el estudio se utilizó una mayor concentración de licor negro (20 % en peso de sólidos totales) y se investigaron métodos de procesamiento posterior para minimizar el coste y el tiempo de las aplicaciones industriales. Este estudio destaca el funcionamiento continuo (>1 h) y los tiempos de reacción cortos (~0,4 s) para producir biopolioles y bioaceite aromático a partir de licor negro.
El segundo capítulo pretende valorizar el licor negro mediante el tratamiento SCW para producir biolubricantes semisólidos. El licor negro se sometió a una despolimerización con agua supercrítica y a un tratamiento posterior para obtener tres fracciones (secado por pulverización, secado en horno y extracción con acetato de etilo). Estas fracciones se añadieron a aceites vegetales modificados con epoxi para crear formulaciones lubricantes sostenibles. Los biolubricantes mostraron una notable estabilidad física, un aspecto agradable, un comportamiento viscoelástico y de adelgazamiento por cizallamiento, y un rendimiento tribológico adecuado. Las muestras de lignina en aceite de ricino epoxidado mostraron un comportamiento similar al de las grasas convencionales espesadas con jabón de litio.
El último capítulo examina la despolimerización de licor negro y lignina kraft utilizando agua supercrítica, con NaOH como catalizador para la lignina kraft. Este estudio representa el primer cribado rápido de reacción de licor negro y lignina kraft precipitada, proporcionando una caracterización exhaustiva de todas las fracciones. Los experimentos se llevaron a cabo en una planta piloto continua en TRL4 con tiempos de reacción rápidos (0,5, 1 y 1,5 segundos) a temperaturas de 380°C y 390°C y una presión de 26 MPa. Las temperaturas más altas y los tiempos de reacción más largos durante el tratamiento SCW aumentaron significativamente las concentraciones de compuestos fenólicos, lo que dio como resultado un pH más bajo y un menor contenido total de sólidos. El proceso SCW alcanzó rendimientos máximos de aceite total del 79,45% en peso para el licor negro y del 68,54% en peso para la lignina kraft a 390°C.
En general, esta investigación evidencia el potencial de la despolimerización del licor negro y la lignina kraft mediante el tratamiento SCW para producir valiosos biopolioles y biolubricantes con importantes beneficios medioambientales e industriales.
