Este documento describe un estudio sobre la conversión de cianobacterias de las floraciones de agua del lago Taihu en China a biocombustibles a través de pirólisis directa, pirólisis catalítica y transesterificación. Los resultados muestran que la pirólisis catalítica es el método más efectivo para producir precursores de combustible a partir de las cianobacterias, ya que el catalizador HZSM-5 mejora la descomposición térmica. Además, la utilización de estas cianobacterias como materia prima para la
1. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
Estudio de la conversi´on de cianobacterias a
biocombustibles a partir de floraciones de lago Taihu
Yan Zeng, Jinqiang Tang, Shuang Lian, Dongmei Tong, Changwei Hu
.
Laboratorio de Qu´ımica Verde y Tecnolog´ıa del Ministerio de
Educaci´on de la Facultad de Qu´ımica de la Universidad de Sichuan,
Chengdu 610064, Rep´ublica Popular China
.
Presenta:
Citall´ı Marnay L´opez Mart´ınez
9 de marzo de 2015Biocombustibles
2. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
´Indice
1 Resumen
2 Introducci´on
Materiales y m´etodos
Cianobacterias como materia prima
Catalizador HZSM-5
Pirolisis directa
Pirolisis catal´ıtica
Transesterificaci´on
An´alisis de productos
3 Resultados y discusiones
Pirolisis directa vs Pirolisis catal´ıtica
Transesterificaci´on
4 Conclusi´on
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3. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
.
Una gran cantidad de cianobacterias de las floraciones de agua representa
una amenaza considerable para el equilibrio ecol´ogico del agua, as´ı como la
salud humana, que son dif´ıciles de tratar.
El objetivo de este trabajo es utilizar las cianobacterias de las floraciones
de agua del lago Taihu (CTL) como recurso de la bioenerg´ıa para obtener
precursores de combustible, y al mismo tiempo proporcionar una manera
de mitigar las cargas ambientales del lago Taihu.
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5. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
Los resultados demuestran que el uso de Cianobacterias, (una amenaza
potencial del medio ambiente) , para producir combustible es un enfoque
aplicable para generar precursores de combustible, especialmente a trav´es
de pir´olisis catal´ıtica. El resultado podr´ıa ser ´util para encontrar una
posible estrategia para el uso de los subproductos de la marea verde como
materia prima para la producci´on de bio-aceite, que debe ser beneficioso
para la protecci´on del medio ambiente y el desarrollo de energ´ıa.
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6. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
Cianobacterias como materia prima
Catalizador HZSM-5
Pirolisis directa
Pirolisis catal´ıtica
Transesterificaci´on
An´alisis de productos
Micro alga es considerada como una especie de fuente de energ´ıa verde y
renovable. Tiene las ventajas atractivas de mayor eficiencia fotosint´etica,
mayor producci´on de biomasa y tasa de crecimiento m´as r´apido en
comparaci´on con otros cultivos energ´eticos renovables.
Cianobacterias”materias primas de bioenerg´ıa”
-Alta tasa de crecimiento
-Eficiente la fijaci´on del di´oxido de carbono
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7. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
Cianobacterias como materia prima
Catalizador HZSM-5
Pirolisis directa
Pirolisis catal´ıtica
Transesterificaci´on
An´alisis de productos
Gran cantidad de cianobacterias son generadas por las floraciones de agua,
las cuales liberan toxinas las cuales ponen en riesgo la vida de flora, fauna
y nocivos para la salud de humanos.
Por otra parte estas representan una alternativa para la producci´on de
biocombustibles, es por esto que ayudar´a tanto al ecosistema como en la
creaci´on de una fuente alterna de combustible.
Las cianobacterias se sometieron a tres reacciones qu´ımicas, pirolisis
directa, catal´ıtica y transesterificaci´on, sin embargo este trabajo se centra
en la pirolisis.
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8. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
Cianobacterias como materia prima
Catalizador HZSM-5
Pirolisis directa
Pirolisis catal´ıtica
Transesterificaci´on
An´alisis de productos
Del lago Taihu se obtienen aproximadamente 26 000 toneladas de
biomasa. (En 2010 Cianobacterias del lago se lavaron con agua dulce y se
secaron solarmente despu´es de su recolecci´on, antes de su uso se secaron a
100◦C en un horno y posteriormente se trituraron.
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10. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
Cianobacterias como materia prima
Catalizador HZSM-5
Pirolisis directa
Pirolisis catal´ıtica
Transesterificaci´on
An´alisis de productos
HZSM-5 fue proporcionada por la Universidad de Nankai, y la
caracterizaci´on de HZSM-5 se muestra como sigue: ´area superficie
347.9m2 / g; volumen de poro 0.19 cm3 / g; di´ametro medio de poro
0.56nm. El catalizador se calcin´o en un horno de mufla a 400 C bajo
atm´osfera de aire durante 4 h con una velocidad de calentamiento de 10C
min-1 para eliminar la mayor parte del agua atrapada en los micro poros
del catalizador. Antes de su uso, se calcin´o a 500 C durante 4 h y luego
conserva en el desecador para mantener el catalizador activado.
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11. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
Cianobacterias como materia prima
Catalizador HZSM-5
Pirolisis directa
Pirolisis catal´ıtica
Transesterificaci´on
An´alisis de productos
La reacci´on se llev´o a cabo en un reactor de lecho fijo(di´ametro de 25 mm
, altura de 120 mm) , en que se empac´o el polvo de cianobacterias (1g) y
se calent´o a 20◦C durante 2 horas hasta llegar a 300-500◦C (tasa de
calentamiento de 10◦C/min), se hizo pasar un flujo de N2 el cual se
encarg´o de llevarse los compuestos vol´atiles de la reacci´on, el agua
contenida se retiro con una jeringa y el restante (agua) se elimin´o por
Cloruro de calcio, qued´andonos la fase org´anica ’Bioaceite’.
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12. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
Cianobacterias como materia prima
Catalizador HZSM-5
Pirolisis directa
Pirolisis catal´ıtica
Transesterificaci´on
An´alisis de productos
Antes de su uso, el catalizador HZSM-5 se calcin´o a 500 C para limpiar el
agua atrapada en los micros poros. La pirolisis se realiz´o a 450◦C y se
sigui´o el procedimiento anterior.
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13. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
Cianobacterias como materia prima
Catalizador HZSM-5
Pirolisis directa
Pirolisis catal´ıtica
Transesterificaci´on
An´alisis de productos
Preparaci´on del catalizador MgO-ZrO2 (oxido de circonio con
magnesio):Se mezclaron dos soluciones acuosas de 42.2g de nitrato de
magnesio hexahidratado y 9.5g de nitrato de circonio se agreg´o una
soluci´on de amoniaco-agua (25
La segunda etapa es la transesterificacion la cual se pone 1g de polvo e
Cianobacterias en un matraz redondo de 100 ml y se agreg´o metanol, se
agito a 65◦C durante 1 hora. Se recogi´o la fase liquida y se evaporo ara
obtener la fracci´on de l´ıpidos. L´ıpidos fueron analizados por cromatograf´ıa
de gases.
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14. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
Cianobacterias como materia prima
Catalizador HZSM-5
Pirolisis directa
Pirolisis catal´ıtica
Transesterificaci´on
An´alisis de productos
El contenido relativo de los compuestos del bio-aceite se evalu´o mediante
el ´area del pico de informe de cromatograf´ıa de gases. Los productos de
gases no condensables se recogieron en una bolsa de gas y se analizaron
mediante GC-TCD (detector t´ermico de cromatograf´ıa de gases). CO, CO2
y H2 e hidrocarburos gaseosos se analizaron por cromat´ografo de gases.
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18. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
Pirolisis directa vs Pirolisis catal´ıtica
Transesterificaci´on
En la transesterificacion se necesita primero llevar a cabo una extracci´on
de l´ıpidos, sin embargo la cantidad contenida en las cianobacterias es muy
poca, por lo cual la transesterificacion no es rentable para la obtenci´on de
bioaceites.
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19. Resumen
Introducci´on
Resultados y discusiones
Conclusi´on
CTL, una amenaza ambiental potencial, se convirti´o en el combustible de
valor a˜nadido. Utilizaci´on de CTL, una materia prima con el medio
ambiente maligno, para la producci´on de combustible, especialmente a
trav´es de pirolisis catal´ıtica, es un enfoque extremadamente econ´omico y
adecuado para generar bioenerg´ıa.
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