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An original pathway to renewable production of phenol-rich bio-oil by fast pyrolysis of pretreated olive pomace (OP) was researched. However, inherent inorganic elements (especially alkali and alkaline earth metals) in biomass feedstocks largely modified the final bio-oil composition. To alter their catalytic activity in fast pyrolysis, different demineralisation processes (water, acid and alkali pretreatments) were employed. There was also an in-depth study of bio-oil phenolic compounds, analysing the oxygen-containing substituted groups linked to the benzene ring. From water leached samples, potassium was largely removed, enhancing the selective production of guaiacol (at room temperature) and syringol (at T = 90 ºC). Important differences were observed with HCl and HNO3 pretreatments regarding carboxylic acid and phenolic distribution. For pretreatment with NaOH, the sodium content in the sample was observed to increase to 83%. Thus, optimal phenolic selectivity (36.9%) was achieved for the alkali pretreated OP sample, where guaiacol (5.9%) and vinyl guaiacol (6.2%) yields increased and methyl guaiacol decreased. This study marks an efficient and clean pathway for converting agricultural waste into valuable phenolic enriched bio-oil. This could constitute a new way of obtaining these compounds by using renewable agriculture biomass., Se investigó una vía original para la producción renovable de bioaceite rico en fenoles mediante pirólisis rápida de orujo de oliva (OP) pretratado. Sin embargo, los elementos inorgánicos inherentes (especialmente metales alcalinos y alcalinotérreos) en las materias primas de biomasa modificaron en gran medida la composición final del bioaceite. Para alterar su actividad catalítica en la pirólisis rápida, se emplearon distintos procesos de desmineralización (pretratamientos con agua, ácidos y alcalinos). También se realizó un estudio en profundidad de los compuestos fenólicos del bioaceite, analizando los grupos sustituidos que contienen oxígeno unido al anillo bencénico. A partir de muestras lixiviadas con agua, se eliminó en gran medida el potasio, potenciando la producción selectiva de guaiacol (a temperatura ambiente) y siringol (a T = 90 ºC). Se observaron diferencias importantes con los pretratamientos con HCl y HNO3 en cuanto a la distribución de ácidos carboxílicos y fenólicos. Para el pretratamiento con NaOH, se observó que el contenido de sodio en la muestra aumentaba hasta el 83%. Así, se alcanzó una selectividad fenólica óptima (36,9%) para la muestra de OP pretratada con álcali, en la que aumentaron los rendimientos de guayacol (5,9%) y vinilguayacol (6,2%) y disminuyó el de metilguayacol. Este estudio marca una vía eficiente y limpia para convertir residuos agrícolas en valioso bioaceite enriquecido en fenoles. Esto podría constituir una nueva vía de obtención de estos compuestos mediante el uso de biomasa agrícola renovable.

Resumen El consumo desmedido y la demanda energética a nivel mundial han generado la necesidad de incorporar los desechos plásticos y de origen agroindustrial a procesos de valorización, para obtener productos energéticos alternativos a partir de tratamientos termoquímicos como la pirólisis rápida, en la cual se generan productos sólidos, líquidos y gaseosos. Desarrollar metodologías que permitan realizar un reciclaje y/o aprovechamiento de residuos generados de diversas industrias, en específico, la polimérica y la agroindustrial, es de suma importancia, dada la contaminación crónica y el impacto ambiental en ecosistemas naturales, cuerpos hídricos y fauna. El objetivo de este artículo es analizar los impactos ambientales de la alta generación de residuos plásticos y agroindustriales, así como determinar la relación entre las condiciones de operación y el rendimiento y selectividad de los productos generados con las características fisicoquímicas de los catalizadores empleados en la pirólisis rápida en pro de la valorización de dichos residuos. Lo anterior se realizó mediante una revisión de la literatura en bases de datos reconocidas para obtener artículos de investigación actualizados y con validez científica. Se encontró que la pirólisis catalizada presenta una mejora respecto al rendimiento y distribución de los productos según la fase activa seleccionada en la que la naturaleza de los metales usados conduce a diversas rutas químicas y por ende, a productos ricos en hidrocarburos. Abstract Excessive consumption and global energy demand have generated the need to incorporate plastic and agro-industrial waste into recovery processes, to obtain alternative energy products from thermochemical treatments such as rapid pyrolysis, in which solid, liquid, and gaseous products are generated. The development of methodologies for the recycling and/or recovery of waste generated from various industries, specifically polymer and agroindustrial, is of the utmost importance, given the chronic pollution and environmental impact on natural ecosystems, water bodies and fauna. The objective of this article is to analyze the environmental impacts of the high generation of plastic and agro-industrial waste, and to determine the relationship between the operating conditions and the performance and selectivity of the products generated with the physicochemical characteristics of catalysts used in rapid pyrolysis for the recovery of such waste. This was done through a review of the literature in recognized databases to obtain updated research articles with scientific validity. It was found that catalyzed pyrolysis presents an improvement with respect to the performance and distribution of the products according to the selected active phase in which the nature of the metals used leads to various chemical routes and, therefore, to hydrocarbon-rich products. Resumo O consumo desmedido e a procura energética a nível mundial criaram a necessidade de incorporar os resíduos plásticos e de origem agro-industrial em processos de valorização, para obter produtos energéticos alternativos a partir de tratamentos termoquímicos como a pirólise rápida, na qual são gerados produtos sólidos, líquidos e gasosos. Tendo em conta a poluição crônica e o impacto ambiental nos ecossistemas naturais, é da maior importância desenvolver metodologias que permitam a reciclagem e/ou a valorização dos resíduos produzidos em diversas indústrias, nomeadamente a polimérica e a agro-industrial, corpos hídricos e fauna. O objectivo deste artigo é analisar os impactos ambientais da alta geração de resíduos plásticos e agro-industriais, bem como determinar a relação entre as condições de operação e o rendimento e a seletividade dos produtos gerados com as características físico-químicas dos catalisadores utilizados na pirólise rápida para a valorização desses resíduos. Isto foi feito através de uma revisão da literatura em bases de dados reconhecidas para obter artigos de pesquisa atualizados e com validade científica. Verificou-se que a pirólise catalisada apresenta uma melhoria relativamente ao rendimento e distribuição dos produtos segundo a fase activa seleccionada, em que a natureza dos metais usados conduz a diversas rotas químicas e, por conseguinte, a produtos ricos em hidrocarbonetos.

Torrefaction is a promising pretreatment technology for valorizing biomass and upgrading pyrolysis products. This study sets out an original procedure consisting of subjecting the biomass to torrefaction before fast pyrolysis to increased value-added compounds based on agricultural waste biomasses production. This study uses a combined biomass treatment consisting of torrefaction (280–320 °C) and subsequent fast pyrolysis (500 °C) using the same reactor. Under different torrefaction temperatures and residence times, olive pomace (OP) and almond shell (AS) have been evaluated. The study demonstrated OP rather than AS was thermally unstable. The highest total yield of carboxylic acids (mainly acetic acid) was obtained by means of torrefaction at 280 °C with a residence time of 20 s for OP, and at 300 °C and 20 s for AS. Higher torrefaction temperature and residence time promoted phenolic compounds production for OP. However, OP had a higher lignin content and inherent metals that promoted a catalytic reaction during the procedure. The highest yield (47.7%) was obtained using torrefaction at 320 °C with a residence time of 240 s. Overall, the torrefaction of biomass combined with fast pyrolysis constituted a very simple and efficient strategy for valorizing the conversion of agricultural waste biomass into value-added chemicals, La torrefacción es una tecnología de pretratamiento prometedora para valorizar la biomasa y mejorar los productos de pirólisis. Este estudio plantea un procedimiento original consistente en someter la biomasa a torrefacción antes de pirólisis rápida a compuestos de mayor valor añadido a partir de la producción de biomasas residuales agrícolas. Este estudio utiliza un tratamiento de biomasa combinado que consiste en torrefacción (280-320 °C) y posterior pirólisis rápida (500 °C) utilizando el mismo reactor. Bajo diferentes temperaturas de torrefacción y tiempos de residencia se han evaluado orujo de aceituna (OP) y cáscara de almendra (AS). El estudio demostró que OP en lugar de AS era térmicamente inestable. El mayor rendimiento total de ácidos carboxílicos (principalmente ácido acético) se obtuvo mediante torrefacción a 280 °C con un tiempo de residencia de 20 s para OP, y a 300 °C y 20 s para AS. La mayor temperatura de torrefacción y el tiempo de residencia promovieron la producción de compuestos fenólicos para OP. Sin embargo, OP tenía un mayor contenido de lignina y metales inherentes que promovieron una reacción catalítica durante el procedimiento. El mayor rendimiento (47,7%) se obtuvo mediante torrefacción a 320 °C con un tiempo de residencia de 240 s. En general, la torrefacción de biomasa combinada con pirólisis rápida constituyó una estrategia muy simple y eficiente para valorizar la conversión de biomasa residual agrícola en productos químicos de valor agregado

El presente estudio se basa en la determinación de procedimientos adecuados para los procesos de transformación de la materia orgánica por acción de operaciones de pirolisis rápida y lenta. La fabricación controlada del biochar permite obtener un producto que cumpla características que benefician a la producción agropecuaria, permitiendo la germinación de semillas, mejorando la estructura de los suelos y además con potencialidades muy amplias en la remediación ambiental. La investigación generó biochar de biomasa residual de la especie eucalipto (Eucalyptus globulus) a partir de ramas y cortezas, mediante dos métodos pirolíticos: uno de forma rápida en horno de pirólisis con doble cámara y el otro de forma lenta, realizando el proceso bajo tierra. El trabajo desarrollado validó los dos procedimientos de obtención del biochar de eucalipto y el diseño de un horno pirolítico, estableciendo parámetros de rendimiento y temperaturas óptimas de pirólisis. El análisis de los resultados, muestra un biocarbón con amplias capacidades de utilización tanto en la aplicación al suelo como en la remediación ambiental. Para aceptar la calidad del biochar obtenido y las dosis efectivas que no ocasionen fitotoxicidad, se realizaron pruebas de germinación en semillas de maíz.

Fast pyrolysis of waste from agroindustry may be an alternative choice for sustainable use of enhanced biofuels. Plastics are one option for improving the hydrogen to carbon efficiency ratio (H/Ceff) of biomass feedstock. Waste from agroindustry in blends with biomass could modify the reaction mechanism for removing oxygen by substituting decarbonylation and decarboxylation with dehydration. Firstly, fast pyrolysis was performed to find the optimal mass blending ratio for olive pomace (OP) and agroindustrial polymers (polyethylene (PE), polystyrenes (PS) and polyvinyl chloride (PVC)) according to hydrocarbon production. Experimental results for the 1.5:1 OP/PE, 1:1.5 OP/PS and 1:1.5 OP/PVC mass blending ratios at 500 °C, showed synergistic enhancement of hydrocarbon yields. Alkenes yield were enhanced for 1.5:1 OP/PE, where the light hydrocarbons fraction (C6-C10) first increased and then decreased with temperature, reaching a maximum at 650 °C. For 1:1.5 OP/PS and 1:1.5 OP/PVC, it was improved the aromatic compounds formation, being 500 °C and 650 °C the optimal reaction temperature for the former and the later, respectively. Benzene, toluene and xylene were in large quantities obtained for PS and PVC blends with OP. Additionally, the synergistic effect on pyrolysis of the blends did not show any clear trend for pyrolytic gas emissions. In general, as reaction temperature increased, CO and CO2 emissions fell and CH4 was enhanced. Finally, olefin and aromatic yields were promoted for blends with a higher H/Ceff., La pirólisis rápida de residuos de la agroindustria puede ser una opción alternativa para el uso sostenible de biocombustibles mejorados. Los plásticos son una opción para mejorar la relación de eficiencia de hidrógeno a carbono (H/C eff) de materia prima de biomasa. Los residuos de la agroindustria en mezclas con biomasa podrían modificar el mecanismo de reacción para la remoción de oxígeno al sustituir la descarbonilación y descarboxilación por deshidratación. En primer lugar, se realizó una pirólisis rápida para encontrar la relación másica óptima de orujo de oliva (OP) y polímeros agroindustriales (polietileno (PE), poliestirenos (PS) y policloruro de vinilo (PVC)) según la producción de hidrocarburos. Los resultados experimentales para las proporciones de mezcla en masa de 1,5:1 OP/PE, 1:1,5 OP/PS y 1:1,5 OP/PVC a 500 °C mostraron una mejora sinérgica de los rendimientos de hidrocarburos. El rendimiento de alquenos se mejoró para 1.5:1 OP/PE, donde la fracción de hidrocarburos ligeros (C 6 -C 10) primero aumentó y luego disminuyó con la temperatura, alcanzando un máximo a 650 °C. Para OP/PS 1:1.5 y OP/PVC 1:1.5 se mejoró la formación de compuestos aromáticos, siendo 500 °C y 650 °C la temperatura óptima de reacción para el primero y el segundo, respectivamente. Se obtuvieron grandes cantidades de benceno, tolueno y xileno para mezclas de PS y PVC con OP. Además, el efecto sinérgico sobre la pirólisis de las mezclas no mostró ninguna tendencia clara para las emisiones de gases pirolíticos. En general, a medida que aumentaba la temperatura de reacción, caían las emisiones de CO y CO 2 y aumentaba el CH 4 . Finalmente, se promovieron los rendimientos de olefinas y aromáticos para mezclas con un mayor efecto H/ C .

El efecto catalítico de los componentes minerales (K, Ca, Mg y Na), previo tratamiento por lixiviación con agua y adición de NaCl, se evaluó en pirólisis rápida con la biomasa de cuatro tipos de residuos agrícolas (orujo de aceituna, cáscara de nuez, cáscara de almendra, y cáscara de pistacho). La lixiviación con agua demostró ser efectiva para reducir el contenido mineral en las materias primas, especialmente en términos de eliminación de K. Como consecuencia, hubo una menor actividad de descarboxilación durante la pirólisis rápida y se obtuvo un menor rendimiento de compuestos fenólicos. El efecto de la adición de NaCl se evaluó variando su relación en la mezcla (1, 3 y 5 wt%) y promovió reacciones de craqueo y deshidratación, favoreciendo la formación de compuestos de bajo peso molecular como ácidos carboxílicos, The catalytic effect of mineral components (K, Ca, Mg and Na), after pre-treatment by water leaching and adding NaCl, was evaluated in fast pyrolysis with the biomass of four types of agricultural waste (olive pomace, nutshell, almond shell, and pistachio shell). Water leaching proved to be effective at reducing mineral content in the raw materials, especially in terms of removing K. As a consequence, there was lower decarboxylation activity during fast pyrolysis, and a lower yield of phenolic compounds was obtained. The effect of adding NaCl was evaluated by varying its ratio in the blend (1, 3 and 5 wt%) and it promoted cracking and dehydration reactions, favoring the formation of light molecular-weight compounds as carboxylic acids

Environmental problems have encouraged investigation of renewable energies. The organic waste treating through fast pyrolysis seems to be a highly promising option for decreasing pollutants. Olive pomace, a major source of waste in countries with high production of olive oil (mainly Spain, Italy, and Greece), is a clear target for valorisation. Dried olive pomace together with the ashes obtained during the drying process was blended to study the influence of the inorganic metals inherently present in the ashes (K, Na, Ca and Mg) for fast pyrolysis product distribution. The results determined that these metals increased yields of phenolic compounds until a maximum was reached, whereas carboxylic acid yield fell due to the action of metals. In addition, aromatic hydrocarbons and polyphenols were obtained for those samples with a large amount of ash. Moreover, the formation of organic acids, such as acetic acid, requires a smaller proportion of ash in the blend. Finally, it has been found that the ashes could be used as a catalyst for producing better quality bio-oil, thereby avoiding extra costs and thus valorizing the industrial treatment olive pomace., Los problemas medioambientales han fomentado la investigación de las energías renovables. El tratamiento de residuos orgánicos mediante pirólisis rápida parece ser una opción muy prometedora para la disminución de contaminantes. El orujo de aceituna, una fuente importante de residuos en países con alta producción de aceite de oliva (principalmente España, Italia y Grecia), es un claro objetivo de valorización. El orujo de oliva seco junto con las cenizas obtenidas durante el proceso de secado se mezclaron para estudiar la influencia de los metales inorgánicos inherentemente presentes en las cenizas (K, Na, Ca y Mg) para una distribución rápida del producto de pirólisis. Los resultados determinaron que estos metales incrementaron los rendimientos de compuestos fenólicos hasta alcanzar un máximo, mientras que el rendimiento de ácidos carboxílicos disminuyó por la acción de los metales. Además, se obtuvieron hidrocarburos aromáticos y polifenoles para aquellas muestras con gran cantidad de ceniza. Además, la formación de ácidos orgánicos, como el ácido acético, requiere una menor proporción de cenizas en la mezcla. Finalmente, se ha comprobado que las cenizas podrían utilizarse como catalizador para producir bioaceite de mejor calidad, evitando así costes extras y valorizando así el tratamiento industrial del orujo de oliva.

Se desarrollarán catalizadores ácidos a partir de la inmovilización de heteropoliácidos con estructura tipo Keggin en zirconia bajo la metodología de hidrólisis controlada de n-propóxido de zirconio con estructura porosa multimodal generada mediante la adición de formadores de macro y meso poros. Luego se les realizará una caracterización mediante técnicas que permitan identificar las propiedades texturales, fisicoquímicas, estabilidad térmica y de composición del sólido resultante., Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas

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 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 materialescarbonosos 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. Today, algae are considered the type of biomass most likely to provide sufficient quantities of fuel without affecting the food supply. Several technologies have been developewith the aim of obtaining bio-fuels from algae. In the present work, the fast pyrolysis ofthree different types of algae is investigated Pithophora sp.(Ph), Arthrospira platensis -Spirulina(Sp) and Botryococcus braunii (Bb), with a focus on the quality and performanceof the liquid product as a possible bio-fuel. The characterization of the algae showed a highcontent of lipids fo rBb, higher levels of proteins fo rSpand similar amounts of proteins and carbohydrates forPh. A fixed bed reactor connected to a vacuum pump and nitrogen flow system was used in the pyrolysis experiments at 300, 400, 500 and 600◦C. At 500◦C, Bb produced the maximum amount of bio-liquid (60 % yield), while Spand Phprovided the highest amount at 600◦C, 40 % and 23 % yield, respectively.The analysis by Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry of the liquids derived from Ph, consisted mainly of oxygenated and nitrogen products, standing out 2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-methanol, also known as solketal; and the bio-liquid of Sppresented mainly nitrogen compounds, being 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidone (TMP) the most rele-vant product.Bbshowed a high content of long chain compounds, mainly alcohols, carboxylic acids and unsaturated hydrocarbons. This result would indicate that Bbbio-liquid scan be used as raw material for bio-fuel production. The pyrolysis conditions of Bb were optimized, being possible to work with greater amounts of biomass and shorter reaction times. The application of catalysts in the fast pyrolysis of Bb was also evaluated, without obtaining encouraging results. The production capacity of bio-liquid from Bb was analyzed by extractions with solvents by conventional heating and assisted by microwaves, and it was found that fast pyrolysis offered better advantages as a bio-liquid production methodology.In the second part of the PhD Thesis, the possible applications of both bio-carbonsand bio-liquids obtained in fast pyrolysis were evaluated. In relation to the liquid fraction, the antifungal and antioxidant capacity of the bio-liquid obtained from the pyrolysis of Sp was evaluated, with lower activity values being found in comparison to bio-liquids derived from other types of biomass. About the applications of solid materials of pyrolytic origin, the phytotoxicity of water extracts of bio-carbons from the pyrolysis of Spon seeds of Lactuca sativawas evaluated. It was found that the bio-carbons of Sphave a high phytotoxicity, inhibiting the growth of L.sativa even at low concentrations of the extract. This would indicate that these bio-carbons could not be used as potential soil amendments.On the other hand, the capacity of bio-carbons of Sp to adsorb molecules of interest was evaluated. For the experiments carried out with lactic acid (AL), adsorption values of three orders of magnitude higher than those reported for other carbonaceous materials and for exchange resins were obtained. As for bovine serum albumin (BSA), the bio-carbon from untreated Spand previously treated with KOH was evaluated to increase its porosity. Forboth cases, higher adsorption values were obtained than those reported in the literature for carbonaceous materials obtained by thermal treatment of biomass. Finally, the purification of AL from a bacterial fermentation broth was evaluated usingbio-carbons from the pyrolysis of Sp. Bio-carbons were evaluated without any treatment, with thermal treatment at 350 and 400◦Cand treated with KOH. It was found that bio-carbons treated with KOH and heat treated at 350◦C, allowed recovering excellent percen-tages of AL, with excellent protein removal values. Fil: Piloni, Roxana Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina

Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales

La presente tesis examina la pirólisis rápida junto con la gasificación con vapor de agropellets preparados a partir de subproductos de la industria del aceite de oliva mediante macro-termogravimetría. Para el presente estudio se prepararon tres muestras de pellets a partir de residuos sólidos de almazara agotados, aguas residuales de almazara impregnadas / residuos sólidos de almazara agotados y aguas residuales de almazara impregnadas / aserrín de pino. El comportamiento de los tres gránulos durante la pirólisis rápida y las etapas de gasificación del carbón fueron generalmente comparables a pesar de algunas pequeñas diferencias en las tasas de conversión o los rendimientos de carbón. La gasificación de aguas residuales de almazara impregnadas / pellets de residuos sólidos de almazara agotados fue seleccionada como una ruta prometedora para su valorización y la reducción de los impactos contaminantes de las aguas residuales de almazara. La tasa de pirólisis de las aguas residuales de la almazara impregnada / residuos sólidos de la almazara agotada se vio afectada significativamente por la temperatura en el rango de 750°C - 950°C. La tasa media de gasificación del carbón fue linealmente dependiente de la temperatura y las fracciones molares del vapor en los rangos respectivos de 750°C-950°C y 10% e30% de la concentración de vapor. Los datos proporcionados sobre la pirólisis rápida y la gasificación del carbón de las aguas residuales de almazara impregnadas formuladas / residuos sólidos de almazara agotadas constituyen un nuevo conjunto de datos experimentales que pueden servir para el diseño de gasificadores que trabajen con este tipo de residuos.

En este trabajo de investigación se estableció una metodología para la obtención de los productos intermedios de las reacciones primarias de los bloques estructurales de la biomasa durante la pirólisis rápida. Para lograr esto se diseñó y se construyó un reactor “Wire Mesh” modificado (“Hot Plate”), capaz de alcanzar velocidades de calentamiento de 1000 °C/s y temperaturas superiores a 500 °C. Para evaluar el desempeño del equipo, se utilizó como materia prima cascarilla de arroz, donde se caracterizaron los productos sólidos, líquidos y gaseosos obtenidos bajo un extenso plan de trabajo experimental. Los resultados obtenidos demuestran la influencia de los parámetros de operación y los minerales presentes en la biomasa especialmente sobre el levoglucosano, el cual es un producto intermedio de las reacciones primarias. Abstract: In this research, a methodology was established to obtain the intermediate products of the primary reactions of the structural blocks of biomass in fast pyrolysis. To achieve this, a modified "Wire Mesh" reactor was designed and constructed capable of reaching heating rates of 1000 ° C / s and temperatures above 500 ° C. In order to evaluate the performance of the equipment, it is used as a raw material the husk rice where solid, liquid and gaseous products are characterized under an extensive experimental work plan. The results obtained were influenced by the operating parameters and the minerals of the material, especia lly the levoglucosan, which is an intermediate product of the primary reactions Maestría

Traballo Fin de Máster en Enxeñaría Química e Bioprocesos. Curso 2016-2017 El objetivo principal de este proyecto es el Diseño de una Planta Piloto de Pirólisis Rápida para la Obtención de Bio-óleo a partir de Biomasa Lignocelulósica a nivel de ingeniería conceptual-básica. La capacidad de producción para el diseño es de 200 kg/h de biomasa seca. Se analizará en detalle el producto y el proceso para evitar problemas de operación y obtener un producto de calidad elevada. Para esto se aplicarán los conocimientos (actualizados) adquiridos en el “Grao en Enxeñaría Química” y el “Máster en Enxeñaría Química e Bioprocesos” de la Universidad de Santiago de Compostela, incorporando el conocimiento actual sobre la pirólisis rápida, el bioaceite y el proceso en general (a través de la consulta bibliográfica) y utilizando nuevos recursos (en especial las hojas de cálculo y los simuladores de proceso).

La industria procesadora de la naranja genera elevados volúmenes de residuos sólidos. Este residuo se ha utilizado en la alimentación animal y en procesos bioquímicos. Una variante de aprovechamiento energética del residuo lo puede constituir el proceso termoquímico de pirólisis rápida. El objetivo del trabajo fue determinar la influencia de la velocidad de calentamiento y temperatura, en el proceso de pirólisis rápida de los residuos sólidos de naranja. En el proceso se utilizó un diseño de experimento factorial completo de 2k, valorando la influencia de las variables independientes y sus interacciones en las respuestas, con un grado significación del 95 %. Se obtuvo que la temperatura es el parámetro que más incide en las respuestas, teniendo influencia significativa en el rendimiento a gas, a carbón, alquitrán y en el poder calórico del gas y la velocidad de calentamiento no influye en las respuestas. Por último la interacción incide en el rendimiento a gas. Los resultados obtenidos en el estudio son: Rgas (19 – 38) %, Rchar (25 – 42) %, Ralq (6 – 12) %, PCIgas (140 – 1050) kJ/m3N. The orange processing industry generates high volumes of solid residue. This residue has been used in animal feeding and biochemical processes. A possible energy use of the waste can be thermochemical fast pyrolysis process. The objective was to determine the influence of the heating rate and temperature in the process of rapid pyrolysis of orange solid residue. In the process a design, 2k full factorial experiment was used, evaluating the influence of the independent variables and its interactions on the answers, using a 95 % significance level. We found that temperature is the most significant influence on the responses parameter having significant influence on the yields to: gas, coal, tar and the calorific value of the gas and the heating rate does not influence the answers. Finally, the interaction affects the gas yield. The results obtained in this study are: Rgas (19 – 38) %, Rchar (25 – 42) %, Ralq (6 – 12) %, PCIgas entre (140 – 1050) kJ/m3N.

Resumen: La pirólisis rápida de biomasa favorece la obtención de productos líquidos, los cuales pueden ser utilizados como combustibles o sustitución parcial de estos después de algún tratamiento de desoxigenación o bien como precursores químicos debido a la gran diversidad de especies que están contenidas en estos productos. Sin embargo, el proceso de pirólisis y el mejoramiento del bioaceite son tecnologías aún inmaduras debido al desconocimiento de diferentes factores que afectan la calidad del bioaceite resultante y a la composición del mismo. En este trabajo se presentan los resultados de la adición de óxido de calcio como catalizador al proceso de pirólisis rápida de bagazo de caña, se determinó la distribución de productos, características físicas del bioaceite, análisis elemental CHNO. El contenido de oxígeno en el bioaceite disminuye por la presencia del catalizador durante el proceso favoreciendo la calidad del bioaceite, lográndose una disminución de 14% en el oxígeno con la adición de 10% de catalizador. A pesar de lograr esta disminución favorable del oxígeno como objetivo en el mejoramiento de la calidad del bioaceite, se detectó una disminución del rendimiento. Abstract: Fast pyrolysis of biomass also obtain liquid products, which can be used as fuels or partial replacement of these after a deoxygenation treatment or as chemical precursors because of the wide variety of species that are contained in these products. However, the process of pyrolysis and technologies for improved bio-oil are still immature due to the unknown about the different factors affecting the quality of the produced Bio-oil and its composition. The results of the addition of calcium oxide as a catalyst to fast pyrolysis process of bagasse, products distribution was determined, physical characteristics of bio-oil, elemental analysis CHN are presented in this work. The oxygen content in bio-oil is decreased by the presence of the catalyst during the process, favoring Bio-oil quality, achieving a 14% decrease in oxygen with the addition of 10% catalyst. Despite achieving this favorable decrease in oxygen aim in improving the quality of bio-oil, a decrease in performance was detected Maestría

Resumen: En este trabajo se desarrolló un modelo matemático de base fenomenológica para el proceso de pirólisis rápida de biomasa en lecho fluidizado burbujeante. El modelo fue desarrollado en estado transitorio, es unidimensional y está basado en la teoría de las dos fases. Se empleó un mecanismo de reacción semi-global en dos etapas considerando la formación primaria de productos y las reacciones secundarias de los vapores. Además, se plantearon balances de población para la distribución de densidad/temperatura de las partículas y para la distribución de tamaño de las burbujas. El modelo puede predecir la temperatura de las fases, la distribución y rendimiento de los productos, la tasa de calentamiento de las partículas y el tiempo de residencia de los gases. Finalmente, se planteó un algoritmo de solución del modelo el cual se programó en MATLAB 7.0 encontrando un buen ajuste entre los resultados de las simulaciones y los datos experimentales. Abstract: In this thesis a mathematical model for the process of fast pyrolysis of biomass in bubbling fluidized bed was developed. The model was developed in transient state, one-dimensional and is based on the theory of the two phases. A semi-global kinetic model in two stages was used considering the formation of primary products and secondary reactions of vapors. In addition, population balances for the distribution of density / temperature of the particles and the size distribution of the bubbles are raised. The model can predict the temperature of the phases, the distribution of the products, the heating rate of particles and the residence time of gases. Finally, a solution algorithm was developed and programmed in MATLAB 7.0 finding a good fit between simulation results and experimental data. Maestría

El objetivo de este trabajo es la obtención de biocombustibles por medio de la pirólisis rápida de residuos de palma africana (Elaeis guineensis Jacq.), en un reactor de caída libre. Previamente la biomasa es sometida a un proceso de tamizado y secado, para luego ser alimentada al reactor. Producto de la pirolisis se obtiene carbonizado, gasesincondensables y un líquido condensado (bio-oil),compuesto de alcoholes, ácidos carboxílicos, alcanos y compuestos aromáticos. Las pruebas se realizaron en un rango de temperaturas entre 500-700°C y se encontró que a 600°C el rendimiento del proceso fue máximo con un 23.3% de biocombustible condensado. La composición de los gases a 600°C fue CO22,720%, H20,703 % , CH41,289%, CO 2,472 % y el resto es N2. La mayor cantidad de gases incondensables se obtuvo a 700°C pero el rendimiento del bio-oil es solo del 14.9% en peso. Los resultados evidencian que la temperatura del reactor es un parámetro importante en la composición de los gases y el rendimiento del bio-oil. Una fase posterior será evaluar costos y beneficios para re-configurar el reactor de manera tal que se optimice el rendimiento en la producción de bio-oil evaluando la posibilidad de usar los gases incondensables como fuente de energía para la pirólisis. Biofuels were obtained by fast pyrolysis of palm oilwastes (Elaeis guineensis Jacq.) in a free fall reactor. Previously, palm oil wastes were dried and sieved and then were fed to the reactor. As pyrolysis products, char, non-condensable gas and bio-oil, a condensed liquid composed by alcohols, carboxylic acids, alkanes and aromatics, were obtained. The experiments were carried out at temperature range 500-700°C. The highest bio-oil yield, 23.3%, was obtained at 600°C. The gas compositional analysis showed CO2,720%, H0,703 % , CH1,289%, CO 22 4 2,472 % and N2 for the non-condensable gas produced at 600°C. The highest gas yield was obtained at 700°C but bio-oil yield was 14.9%. Results indicate that temperature has an important effect on the product yields and composition. A future step will be an economical analysis in order to evaluate the possibility of using non-condensable gas as energy source for pyrolysis reactor. O objetivo destetrabalhofoi a obtenção de bicombustíveis a partir da pirólise rápida de resíduos de palma de dendê (Elaeis guineensis Jacq.) num reator de queda livre. Inicialmente a biomassa passou por uma serie de peneiras, havendo sido posteriormente secada e finalmente fornecida ao reator. Após da pirólise, foram obtidos um carbonizado solido, uma fração gasosa e um liquido condensado (bio-oil), o qual é composto por alcoóis, ácidos carboxílicos, e hidrocarbonetos de tipo alcanos e aromáticos. Os testes foram feitos entre 500 - 700 ºC, encontrando se o maiorrendimento para o bio-oil a 600 ºCcomum 23.3 % em peso. A composição dos gases para esta temperatura foi de 2.72 % vol. para o CO2, 0.706 % vol. para o H2, 1.289 % vol. para o CH4. A composição restante foi de N2. A maior quantidade de gases foi obtida quando o processofoifeito a 700 ºCembora o rendimento do bio-oilfoi de 14.9 % em peso. Os resultados mostraram que a temperatura no reator é um parâmetro importante na composição dos gases e no rendimento do bio-oil. Uma fase posterior consistiria na avaliação dos custos e os benefícios para re-configurar o reator a fim de otimizar o rendimentonaprodção do bio-oil, assim como de avaliar a possibilidade de usar a fração gasosa como fonte energética para levar a cabo o processo de pirólise.

El objetivo de este trabajo es la obtención de biocombustibles por medio de lapirólisis rápida de residuos de palma africana (Elaeis guineensis Jacq.), en unreactor de caída libre. Previamente la biomasa es sometida a un proceso detamizado y secado, para luego ser alimentada al reactor. Producto de la pirólisisse obtiene carbonizado, gasesincondensables y un líquido condensado (bio-oil),compuesto de alcoholes, ácidos carboxílicos, alcanos y compuestos aromáticos.Las pruebas se realizaron en un rango de temperaturas entre 500-700°C y se encontró que a 600°C el rendimiento del proceso fue máximo con un 23.3% de biocombustible condensado. La composición de los gases a 600°C fue CO22,720%, H20,703 % , CH41,289%, CO 2,472 % y el resto es N2. La mayor cantidad de gases incondensables se obtuvo a 700°C pero el rendimiento del bio-oil es solo del 14.9% en peso. Los resultados evidencian que la temperatura del reactor es un parámetro importante en la composición de los gases y el rendimiento del bio-oil. Una fase posterior será evaluar costos y beneficios para re-configurar el reactor de manera tal que se optimice el rendimiento en la producción de bio-oil evaluando la posibilidad de usar los gases incondensables como fuente de energía para la pirólisis.

Pyrolysis is a thermochemical process that occurs in absence of oxygen. The pyrolysis process has three stages: feeding and dosing of raw materials, transformation of the organic mass and, finally, collection and separation of the products (coke, oil and gas). The pilot plant of the PUCP can produce second generation biofuels from organic waste and this responds to the challenge of a sustainable developmentof bioenergy in Peru. La pirolisis es un proceso termoquímico que ocurre en ausencia de oxígeno. El proceso de pirolisis tiene tres etapas: la dosificación y alimentación de la materia prima, la transformación de la masa orgánica y, finalmente, la obtención y separación de los productos (coque, aceite y gas). La planta piloto de la PUCP puede producir un biocombustible de segunda generación a partir de desechos orgánicos lo que responde al reto de un desarrollo sostenible de bioenergía en Perú.