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IMDEA Energía

Proyecto CASCATBEL. Producción de biocombustibles a partir de residuos forestales lignocelulósicos

El proyecto CASCATBEL*, financiado por el séptimo programa marco europeo, convocatoria FP7-NMP-2013-LARGE-7 tiene por objetivo la producción de biocombustibles a partir de residuos forestales lignocelulósicos.

La biomasa lignocelulósica utilizada como materia prima, debe transformarse en una primera fracción líquida con el mayor rendimiento posible. A tal fin, la biomasa se somete a una pirólisis rápida o descomposición térmica en ausencia de oxígeno, a temperaturas elevadas, con velocidades de calentamiento rápidas y tiempos de residencia cortos.
El bio-aceite obtenido por pirólisis rápida no tiene propiedades adecuadas para su uso directo como combustible en motores de combustión interna a causa del alto contenido de oxígeno, la corrosividad del agua y su poca estabilidad. Por lo tanto, se investiga sobre la pirólisis en presencia de un catalizador (pirólisis catalítica) que permite, entre otras ventajas, desoxigenar parcialmente y estabilizar el bio-aceite.
Después de la etapa de pirolisis, térmica o catalítica, se investiga en el procesado adicional del bio-aceite por reacción de hidrodesoxigenación, HDO, para eliminar casi todo el oxígeno presente en el bio-aceite y obtener un líquido de composición más cercana a los combustibles convencionales utilizados en el sector del transporte. 
La investigación se efectúa a escala de laboratorio y de planta piloto, lo que ha permitido desarrollar las siguientes capacidades:
  • Diseño y síntesis de catalizadores heterogéneos mono y multifuncionales, especialmente zeolitas y materiales ​​mesoestructurados. Tanto la pirólisis catalítica como las reacciones de HDO requieren desarrollar catalizadores con alta actividad, selectividad y estabilidad.
  • Caracterización de catalizadores. Utilizando técnicas como XRD, espectroscopía Raman, FT-IR, microscopía electrónica, fisisorción de gases, Desorción y Reducción Térmica Programada (TPD-TPR), análisis elemental, termogravimetría, etc., se determinan las propiedades físico-químicas de los catalizadores desarrollados, así como los efectos del proceso sobre los catalizadores para avanzar en la comprensión de los mecanismos de desactivación del catalizador.
  • Análisis de productos, integrando los resultados obtenidos mediante técnicas tales como análisis elemental (CHNS-O), contenido de agua (Karl-Fisher), cromatografía de gases (GC-FID y GC-MS) y termogravimetría, habiendo desarrollado un protocolo de cálculos y evaluación rigurosa de los rendimientos de masa y energía del proceso.

IMDEA Energía dispone de todas las técnicas de análisis mencionadas. Además, para pruebas de actividad catalítica tiene dos reactores de autoclave a escala de laboratorio, un reactor de lecho fijo continuo (Microactivity), dos reactores de pirólisis a escala de laboratorio y una instalación de planta piloto con un reactor de pirólisis de lecho fijo o fluidizado y otro de HDO de lecho fijo, que pueden funcionar independientemente o conectados en serie.

*CAScade deoxygenation process using tailored nanoCATalysts for the production of BiofuELs from lignocellullosic biomass.
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