Procesos Químicos o Bioquímicos para la Modificación de la Biomasa

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Modificación de las Carácterísticas químicas de la biomasa (natural, prensada o químicamente Procesada)

Procedimiento

Reacción química con otro reactivo + catalizador

Parámetros diferenciadores:

Tipo De biomasa, Tipo de reactivo (biológico: proceso bioquímico), Tipo de reacción, Cinética de la reacción (catalizador)

Objetivos

Obtención De combustible de mejores carácterísticas para una posterior combustión: líquidos; Gases

TRANSESTERIFICACIÓN

-Materia Prima:aceite procedente del prensado de Semillas oleaginosas

-Reactivo: alcohol (metanol) o bioalcohol (etanol)

-Reacción: Aceite + Alcohol = Ester + Glicerina

-Catalizador: básicos (NaOH, KOH), ácidos o Biológicos

-Objetivos: éster, Sustitución parcial o total de Gasóleos (propiedades similares o mejores)

-Aplicación: motores Diésel; Transporte, generación eléctrica

-Coproducto: glicerina (farmacia, cosmética, Química)

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

Materia Prima:

-Mosto procedente de prensado de materia azucarad

-Mosto procedente de conversión enzimática del Almidón de materia amilácea

-Materia celulósica (proceso en desarrollo)  

Reactivo: levadura

Reacciones

-Hidrólisis del almidón:  2 C6H10O5 (Almidón) + H2O = C12H22O11 (Sacarosa, ...)

-Sacarificación:               C12H22O11 + H2O = 2 C6H12O6 (Glucosa, Fructosa, ...)

-Fermentación:                C6H12O6 + Lev. = 2 C2H5OH (Etanol) + CO2

Postratamiento: Destilación

Objetivos: etanol

-Sustitución parcial de gasolinas (propiedades Similares o mejores)

-Fabricación de éteres (componentes Antidetonantes)

Aplicación:

motores de encendido por chispa (y mezclas diésel): Transporte

Fabricación De éteres

Materia Prima:

bioetanol

Reactivo:

iso-olefinas (principalmente isobuteno)

Condiciones:

10 bar, 250ºC y Catalizadores metálicos

Objetivo:

Éteres (origen Biológico solo en un 45% en peso)

-Sustitución parcial de gasolinas y aditivos Antidetonantes

Aplicación:

motores de encendido por Chispa: transporte

Reformado catalítico

Materia prima

Biomasa Sometida a proceso previo termoquímico o bioquímico

Condiciones: medio Catalítico

Reacciones: Vapor, aire 3

Preprocesados (para Evitar envenenamiento de catalizadores):

-Hidrodesulfuración

Postprocesados (para Aumentar contenido en H2):

-Hidratación a 380ºC

Objetivo:

H2 para combustión directa o para pilas de combustible

Aplicaciones:

transporte

Descomposición térmica Catalítica

Materia prima:

biomasa Sometida a proceso previo termoquímico o bioquímico

Condiciones:

ausencia de oxígeno, medio catalítico

Reacción:

Biocombustible

Objetivo:

H2 para combustión directa o para pilas de combustible

Fischer-Tropsch

Materia prima:

biomasa Sometida a gasificación o reformado catalítico (SR)

Condiciones:

medio Catalítico y alta presión

Reacción:

Gas

Objetivo:

conversión de gas a líquido (gasolina, gasoil y keroseno), Sin aromáticos ni azufre

Aplicaciones:

transporte  ; Motores Diésel, motores de encendido por chispa, turbina de gas

Modificación de las Carácterísticas físico-químicas de biomasa residual

Procedimiento:

reacción química con agentes biológicos

Parámetros Diferenciadores

-Tipo de biomasa

-Condiciones de aireación, humedad y temperatura

Objetivos:

Obtención de combustible gaseoso o de abonos

Digestión anaerobia

Materia prima:

 biomasa húmeda (residuos urbanos, industriales, agrícolas o ganaderos)

Fases:

-Hidrólisis: Lípidos + Proteínas + Carbohidratos + H2O = ácidos grasos + aminoácidos + azúcares

-Acidogénesis: ácidos grasos + bacterias Acidogénicas = ácidos volátiles + CO2 + H2

-Acetogénesis: ácidos grasos volátiles + Bacterias acetogénicas = Acetato

-Metanogénesis: CO2 + H2 + acetato + bacterias Metanogénicas = Metano

Cinética:

-Estiércol vacuno o porcino: 115 días

-Paja: 80 a 120 días

-Hierba: 25 días

Objetivo:

Gas rico en Metano (50-70%) + CO2 (35-40%) + H2 (1-3%)

Postratamiento:

enriquecimiento por absorción de CO2

Aplicaciones (quemadores):

Industria Agroalimentaria, explotaciones ganaderas, plantas depuradoras de aguas Residuales

Compostaje (fermentación + Maduraciones aerobias)

Materia prima:

-Biomasa sólida residual (paja, basuras, madera, Lodos, residuos agroalimentarios)

-Sólidos deshidratados procedentes de la Digestión anaerobias

Condiciones:

aireación a temperatura y humedad controladas

Fases

Termófila:

descomposición o fermentación: destruye bacterias Patógenas

-Fermentación natural (lenta: 8 semanas). Sistemas abiertos

-Fermentación forzada (rápida: 2-3 semanas). Sistemas cerrados (túneles)

Mesófila:

maduración: actividad bacteriana no patógena. Sist. Abierto. 7 semanas

     Estabilización; Homogeneización

Aplicación:

 abono para Agricultura intensiva de invernaderoí!