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Recuperación de biobutanol para la producción de combustibles mediante ciclos de adsorción-desorción

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García Rodríguez, Álvaro (2017) Recuperación de biobutanol para la producción de combustibles mediante ciclos de adsorción-desorción. [Thesis]

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Abstract

El aumento de los precios del petróleo, las emisiones de CO2 o la necesidad de reducir la dependencia energética actual han impulsado la producción de biocombustibles como bioetanol o biobutanol. El butanol, como combustible, presenta varias ventajas sobre el etanol, como su mayor contenido energético (33,1 MJ/kg vs 26,8 MJ/kg) y mejor miscibilidad con gasolina. El biobutanol se produce mediante la fermentación ABE, normalmente empleando microorganismos del género Clostridium. Los productos principales de esta fermentación son acetona, butanol y etanol, junto con intermedios de reacción (ácido acético y ácido butírico) y algunos gases (H2 y CO2). La concentración total de acetona, butanol y etanol en estos caldos suele estar en torno al 2 % en peso, con un ratio de 3:6:1 respectivamente. El butanol a partir de concentraciones entre el 0,7-1,3 % en peso es tóxico para los microorganismos productores, inhibiendo así su crecimiento. La recuperación del butanol de una mezcla tan diluida mediante destilación clásica requiere un elevado consumo energético. Además, el sistema butanol-agua presenta un azeótropo, lo que dificulta aún más la separación. Por todo ello, surge la necesidad de desarrollar nuevos procesos de separación que presenten bajo consumo energético y permitan retirar y recuperar el butanol producido en los caldos, reduciendo al mismo tiempo la inhibición de los microorganismos y, por tanto, prolongando el proceso de fermentación...

Resumen (otros idiomas)

The increase of oil prices and CO2 emissions have motivated the production of biofuels such as bioethanol or biobutanol. This promotes the development of efficient processes with low energy consumption. Biobutanol presents better properties than ethanol as biofuel, such as, higher energy content (33.1 MJ/kg vs 26.8 MJ/kg) and better miscibility with gasoline. Biobutanol is produced by the well know fermentation process called ABE fermentation, typically by Clostridium gender. The main products at the end of the fermentation are acetone, butanol and ethanol, together with some reaction intermediates (acetic and butyric acid) and some gasses (H2 and CO2). The total concentration of acetone, butanol and ethanol at the end of the fermentation is typically about 2 % w/w with a ratio of 3:6:1 respectively. The butanol concentration is so low because it is toxic for the producing microorganisms, which hinders the biobutanol separation by traditional distillation. Also, the butanol-water system presents an azeotrope complicating even more the separation. There are several alternative separation techniques to distillation such as pervaporation, gas stripping, adsorption, extraction or inverse osmosis being studied in the literature. Some studies have concluded that adsorption is one of the most promising techniques to recover biobutanol with low energy consumption (Abdehagh et. al., 2014; Huang et. al., 2014)...

Item Type:Thesis
Additional Information:

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Ingeniería Química, leída el 21-06-2017

Directors:
DirectorsDirector email
Uguina Zamorano, María Ángeles
Águeda Maté, Vicente Ismael
Uncontrolled Keywords:Combustibles
Palabras clave (otros idiomas):Fuel
Subjects:Sciences > Chemistry > Chemical engineering
ID Code:45604
Deposited On:28 Nov 2017 12:10
Last Modified:28 Nov 2018 00:01

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