Valorización de huesos de aceituna como residuos agroalimentarios de naturaleza lignocelulósica mediante el uso combinado de Gamma-Al2O3 y CaCl2

Resumen

El agotamiento de los recursos fósiles debido a su cada vez mayor demanda e impacto medioambiental generado en la sociedad actual, ha derivado en la búsqueda de alternativas más sostenibles, como las energías y recursos renovables, dentro de los cuales, la biomasa se presenta como una materia prima de enorme potencial, debido principalmente a su carácter renovable, amplia distribución geográfica y alto contenido en carbono. Por ello, la biomasa lignocelulósica se utiliza como materia prima, para la obtención de compuestos químicos de alto valor añadido. La presente Tesis Doctoral se centra en la obtención de diferentes productos químicos de alto valor añadido, como HMF y furfural, mediante catálisis heterogénea, a partir de azúcares C6 y C5 (glucosa y xilosa, respectivamente), utilizando para ello un catalizador sólido mesoporoso como es -Al2O3, que se ha caracterizado mediante distintas técnicas de análisis como XRD, adsorción-desorción de N2 a -196 °C, XPS y NH3-TPD. Posteriormente, se realizaron diferentes estudios catalíticos utilizando -Al2O3 ácida junto con CaCl2 como sal inorgánica añadida al medio de reacción, consiguiendo un efecto sinérgico entre ambos. Además, se ha obtenido furfural partiendo de biomasa natural como materia prima, concretamente huesos de aceituna, ricos en hemicelulosa mediante la deshidratación de los azúcares C5 contenidos en ellos, principalmente xilosa. Para ello se fabricaron licores derivados de la fracción hemicelulósica en dos etapas utilizando diferentes condiciones de operación (160-200 °C de temperatura y 30-75 minutos de tiempo de reacción), dando lugar así a licores hemicelulósicos con diferentes concentraciones de xilosa. A esta etapa le siguió otra donde se realizó la deshidratación de los carbohidratos C5 presentes en estos licores para la obtención de furfural, mediante el uso combinado de -Al2O3 y CaCl2. Finalmente, se comparó la alúmina ácida con otros catalizadores ácidos sólidos, tales como Nb2O5 mesoporoso,sílice SBA-15 dopada con Nb ysílice HMS dopada con Zr, y se pudo comprobar que la-Al2O3 es el catalizador más efectivo de todos para la deshidratación de azúcares, ya que presenta una mayor densidad de sitios ácidos. Además, se pudo reutilizar durante varios ciclos catalíticos en todos los casos.