Aplicación de la pirólisis catalítica del bagazo de caña de azúcar y racimos de frutos vacíos de la palma africana en la calidad del biopetróleo

Abstract

Determina el impacto de la pirólisis catalítica del bagazo de caña de azúcar (BCA) y los racimos de frutos vacíos de la palma africana (RFV) en la calidad del biopetróleo. Se llevó a cabo un estudio para evaluar la influencia del tamaño de partícula, tipo de catalizador, presión de operación, temperatura y relación catalizador/biomasa en los rendimientos de biopetróleo. El estudio se dividió en dos fases. En la Fase 1, se realizó la pirólisis catalítica en un analizador termogravimétrico para evaluar los catalizadores (catalizador de equilibrio de FCC, ZSM-5 en pélet, ZSM-5 pélet esférico, Zeolita Y y ZSM-5 en polvo) y las velocidades de calentamiento. En la segunda fase, se procedió a realizar la pirólisis catalítica en un reactor especialmente diseñado para tal fin. Se utilizó un diseño experimental factorial total de dos factores (relación catalizador/biomasa y temperatura) con tres niveles para cada factor. Los resultados indican que el mayor rendimiento de biopetróleo (55.83 %) se obtiene a 400 °C y una relación Ecat/BCA del 20 % en el caso de la pirólisis catalítica del BCA, mientras que en el caso de la pirólisis catalítica de los RFV, el mayor rendimiento de biopetróleo (52.97 %) se obtiene a 600 °C y una relación Ecat/RFV del 10 %. Se procedió a evaluar la calidad del biopetróleo obtenido en los puntos de mayor rendimiento, utilizando análisis fisicoquímicos (contenido de agua, poder calorífico superior, viscosidad y densidad), análisis FTIR y análisis GC-MS. A pesar de la mejora en las propiedades del biopetróleo obtenido mediante pirólisis catalítica, no cumple con las especificaciones de un combustible comercial debido a su alto contenido de agua. El análisis GC-MS de la fase orgánica del biopetróleo indica un alto contenido de fenoles (36.75 % y 51.89 %), cetonas (23.65 % y 20.58 %) y compuestos aromáticos (5.94 % y 6.39 %) para el biopetróleo del BCA y RFV, respectivamente. Estos resultados indican que los productos obtenidos están más orientados hacia compuestos químicos de alto valor comercial que hacia combustibles.