Pirólisis rápida de algas : obtención de productos de alto valor agregado
View/ Open
Date
2019Author
Piloni, Roxana Verónica
Advisor
Moyano, Elizabeth Laura
Metadata
Show full item recordAbstract
Hoy en día, las algas son consideradas como el tipo de biomasa con mayor probabilidad
de proporcionar cantidades suficientes de combustibles sin afectar el suministro de alimentos.
Se han desarrollado varias tecnologías con el objetivo de obtener biocombustibles a partir de
algas. En el presente trabajo, se investiga la pirólisis rápida de tres tipos diferentes de algas:
Pithophora sp. (Ph), Arthrospira platensis - Spirulina (Sp) y Botryococcus braunii (Bb),
con un enfoque en la calidad y el rendimiento del producto líquido como un posible biocombustible.
La caracterización de las algas mostró un contenido elevado de lípidos para Bb,
niveles más altos de proteínas para Sp y cantidades similares de proteínas y carbohidratos
para Ph. Un reactor de lecho fijo conectado a un sistema de vacío y flujo de nitrógeno, se
utilizó en los experimentos de pirólisis a 300, 400, 500 y 600 C. A 500 C, Bb produjo la cantidad
máxima de bio-líquido (60% de rendimiento), mientras que Sp y Ph proporcionaron
la mayor cantidad a 600 C, 40% y 23% de rendimiento, respectivamente.
El análisis mediante Cromatografía Gaseosa acoplada a Espectrometría de Masas de
los líquidos derivados de Ph, consistió principalmente en productos oxigenados y nitrogenados,
destacándose 2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-metanol, también conocido en inglés como
solketal; y el bio-líquido de Sp presentó principalmente compuestos nitrogenados, siendo
2,2,6,6-tetrametil-4-piperidona (TMP) el producto de mayor relevancia. Bb mostró un alto
contenido de compuestos de cadena larga, principalmente alcoholes, ácidos carboxílicos e
hidrocarburos insaturados. Este resultado indicaría que los bio-líquidos de Bb pueden usarse
como materia prima para la producción de combustible. Se optimizaron las condiciones
de pirólisis de Bb, siendo posible trabajar con mayores cantidades de biomasa y menores
tiempos de reacción. Se evaluó también la aplicación de catalizadores en la pirólisis rápida
de Bb, sin obtener resultados alentadores. Se analizó la capacidad de producción de biolíquido
a partir de Bb por extracciones con solventes mediante calentamiento convencional
y asistido por microondas, y se encontró que la pirólisis rápida ofreció mejores ventajas como
metodología de producción de bio-líquidos.
En la segunda parte de la Tesis Doctoral, se evaluaron las posibles aplicaciones tanto
de los bio-carbones como de los bio-líquidos obtenidos en la pirólisis rápida. En relación a la
fracción líquida, se evaluaron la capacidad antifúngica y antioxidante del bio-líquido obtenido
a partir de la pirólisis de Sp, encontrándose valores de actividad inferiores en comparación
a bio-líquidos derivados de otros tipos de biomasa.
Acerca de las aplicaciones de los materiales sólidos de origen pirolítico, se evaluó la
fitotoxicidad de extractos de agua de bio-carbones provenientes de la pirólisis de Sp sobre
semillas de Lactuca sativa. Se encontró que los bio-carbones de Sp poseen una elevada fitotoxicidad,
inhibiendo el crecimiento de L. sativa incluso a bajas concentraciones del extracto.
Esto indicaría que estos bio-carbones no podrían ser utilizados como potenciales enmiendas
de suelo.
Por otro lado, se evaluó la capacidad de bio-carbones de Sp para adsorber moléculas
v
de interés. Para los experimentos realizados con ácido láctico (AL), se obtuvieron valores
de adsorción de tres órdenes de magnitud superiores a los reportados para otros materiales
carbonosos y para resinas de intercambio. En cuanto a Albúmina Sérica Bovina (BSA), se
evaluó el bio-carbón de Sp sin tratar y previamente tratado con KOH para aumentar su
porosidad. Para ambos casos, se obtuvieron valores de adsorción mayores que los informados
en bibliografía para materiales carbonosos obtenidos por tratamiento térmico de biomasa.
Por último, se evaluó la purificación de AL proveniente de un caldo de fermentación bacteriana
utilizando bio-carbones provenientes de la pirólisis de Sp. Se evaluaron bio-carbones
sin ningún tratamiento, con tratamiento térmico a 350 y 400 C y tratado con KOH. Se
encontró que los bio-carbones tratados con KOH y tratados térmicamente a 350 C, permitieron
recuperar excelentes porcentajes de AL, con excelentes valores de eliminación de
proteínas.
vi
Collections
The following license files are associated with this item: