Conversión hidrotérmica suscritica de residuos orgánicos y biomasa. mecanismos de reacción

Abstract

La conversión hidrotérmica es un procedimiento que emula el proceso natural de conversión de la materia orgánica en un biocrudo con propiedades fisicoquímicas similares a las del petróleo. La transformación artificial de biomasa requiere conocer previamente las rutas de reacción y productos prevalentes. En la conversión de celulosa, el principal componente de la biomasa, se presenta despolimerización por hidrólisis y se obtienen oli- gosacaridos, los cuales presentan deshidratación y condensación retro-aldol, para transformarse en furfurales y ácidos carboxIlicos. Otros componentes de la biomasa como lignina, proteInas y ésteres grasos, presentan rutas de reacción en las que coexisten la hidrólisis y la pirólisis. Dada la presencia de carbohidratos en la biomasa, los principales productos de su conversión hidrotérmica subcrItica y de sus residuos seran analogos a los que presenta la celulosa. Dichas sustancias tienen un valor agregado que supera considerablemente los costos de adquisición de la materia prima. Al representar en un grafico las relaciones molares O/C, H/C de los principales productos de conversión hidrotérmica de biomasa reportados en la literatura, se evidencia que la trayectoria de evolución para los productos de conversión hacia biocrudos se traslapa con la evolución geológica de los combustibles fósiles.

Hydrothermal conversion is a procedure which emulates organic matter’s natural conversion into bio-crude having physical and chemical properties analogous to petroleum. The artificial transformation of biomass requi- res previous knowledge of the main reaction routes and product availability. The main component of biomass (depolymerisation by hydrolysis) is presented in hydrothermal cellulose conversion, producing oligosaccharides which exhibit dehydration and retro-aldol condensation reactions for transforming into furfurals and carboxylic acids. Other biomass components (such as lignin, proteins, and fat esters) present both hydrolysis and pyrolysis reaction routes. As long as biomass mainly contains carbohydrates, subcritical hydrothermal conversion products and their wastes will be fundamentally analogous to those displaying cellulose. These substances have added- value by far surpassing raw material’s acquisition cost. When the main hydrothermal conversion products’ O/C, H/C molar ratios as reported in literature are plotted, an evolutionary tralectory for conversion products appears to be closely or even overlapped with fossil fuels’ geological evolution.