Estudio de la carbonización hidrotermal de alperujo húmedo y caracterización de los productos generados bajo diferentes condiciones de operación

Bona Otal, Miguel
Azuara Medel, Manuel (dir.) ; Manyà Cervelló, Joan J. (dir.)

Universidad de Zaragoza, EPSHUES, 2016
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Graduado en Ciencias Ambientales

Resumen: El alperujo es un residuo agrícola obtenido en la producción del aceite de oliva, del cual se generan alrededor de 4 millones de toneladas anuales en España. La gestión de este residuo plantea problemas debido a su fitotoxicidad y elevado contenido de humedad. Una posible alternativa para su gestión y posterior aprovechamiento podría ser someter el alperujo fresco a procesos de transformación termoquímica, como la carbonización hidrotermal (HTC). Este proceso trabaja a temperaturas relativamente bajas (180 – 350 °C) y a presiones autogeneradas que mantienen el agua en condiciones subcríticas. Como resultado se obtiene un producto sólido, además de una fase líquida y gaseosa, similar al carbón llamado hidrochar. Este sólido posee ciertas propiedades interesantes, ya que aplicado al suelo, puede mejorar su capacidad de retención y disponibilidad de agua y nutrientes. Además, al estar formado por carbono mayoritariamente, actúa como un sumidero de CO2 atmosférico. Sin embargo, existe escaso trabajo científico sobre el proceso HTC y el hidrochar que necesitan ser investigados más a fondo. En el presente trabajo se ha estudiado la carbonización hidrotermal de alperujo fresco bajo diferentes condiciones de temperatura final, contenido de humedad y tiempo de residencia a la temperatura final con el objetivo de estudiar su influencia en el rendimiento del proceso y en las propiedades del hidrochar generado. En el proceso experimental se han llevado a cabo 20 experimentos de HTC siguiendo un diseño de experimentos factorial 23, además de análisis inmediatos y elementales del alperujo fresco y del hidrochar, de análisis del líquido y gas y análisis BET del hidrochar. Los resultados obtenidos han mostrado que el rendimiento a hidrochar disminuye con la temperatura y el tiempo de residencia. Por el contrario, la cantidad de carbono fijo del hidrochar aumenta, por lo que el hidrochar es de mejor calidad aunque su producción sea menor. Por otro lado, el área superficial del hidrochar es demasiado baja para usarlo como carbón activo a no ser que sea sometido a un proceso de activación. Por último, la conclusión que se obtiene es que el tiempo de residencia ejerce una mayor influencia sobre el rendimiento a hidrochar y a carbono fijo que la temperatura. El hidrochar puede ser utilizado para la mejora de las características del suelo y además, permite reducir los gases de efecto invernadero, concretamente de CO2 debido a que retiene más de la mitad del carbono de la biomasa. Futuros estudios podrían ampliar el rango de estudio de los factores, optimizar el proceso para una mayor estabilidad del hidrochar o estudiar su activación física o química.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado