Pretratamiento De Biomasa Celulósica Para La Obtención De Etanol En El Marco De Una Biorrefineria.

Universidad Politécnica de Madrid.
Escuela Universitaria de Ingeniería
Técnica Forestal.

PRETRATAMIENTO DE BIOMASA
CELULÓSICA PARA LA OBTENCIÓN DE
ETANOL EN EL MARCO DE UNA
BIORREFINERIA.

Autor: Miguel Barroso Casillas.
Tutora: Cristina Molleda Clara.
Directora: Sara M. Santos de Dios.

Madrid, 2010.

AGRADECIMIENTOS.
Quiero agradecer al departamento de Celulosa y Papel delCentro de Investigaciones
Forestales del INIA, a su director y a sus trabajadores; que me permitieran realizar el
presente proyecto en sus instalaciones, así como toda la ayuda que recibí de ellos y que
nunca podre devolverles.
A la directora del proyecto Doña Sara M. Santos de Dios, por su ayuda y por su
capacidad para soportar todos mis fallos.
A la Escuela Universitaria de Ingeniería TécnicaForestal de Madrid por la formación
recibida y a Doña Cristina Molleda Clara que aceptara ser la tutora de este proyecto.

ÍNDICE.
Resumen.
1. Introducción……………………………………………………………………….......
1.1. La biomasa celulósica o lignocelulósica………………………………………...
1.1.1. Definición de biomasa celulósica o lignocelulósica……………………….
1.1.2. Componentes de los materiales lignocelulósicos……………..…………..1.1.2.1. Componentes estructurales……………………………………….
1.1.2.1.1. La celulosa……………………………………….……………
1.1.2.1.2. La hemicelulosa…………………………………….…………
1.1.2.1.3. La lignina……………………………………………………...
1.1.2.2. Componentes secundarios………………………………………...
1.1.3. Estructura de la pared celular……………………………………………...
1.1.4. Tejidos vegetales……………………………………………………….….
1.1.5. Composición de la paja detrigo…………………………………………..
1.2. La biorrefinería del material lignocelulósico……………………………………
1.2.1. Opciones de aprovechamiento…………………………………………….
1.3. Proceso organosolv………………………………………………………….….
1.3.1. Medios de cocción…………………………………………………………
1.3.2. Mecanismos de reacción en medio ácido…………………………………
1.3.2.1. Mecanismo de deslignificación…………………………………..
1.3.2.2. Mecanismo de reacción de los polisacáridos…………………….
1.3.3. Variables delproceso……………………………………………………...
1.3.4. Cinética del proceso……………………………………………………….
1.3.5. Recuperación del disolvente y los productos……………………………..
1.3.6. Variables del proceso que afectan a la obtención de productos………….
1.4. Productos aprovechables del pretratamiento……………………………………
1.4.1. Productos de los polisacáridos……………………………………………..
1.4.2. Productos de la lignina……………...……………………………….….....1.5. Producción de etanol…………………………………………………………….
1.5.1. Materias primas…………..……………………………………………….
1.5.2. Proceso general…………………………………………………………….
1.5.3. Proceso a partir de materia azucarada………….………………………...
1.5.4. Proceso a partir de materia amilácea………………………………………
1.5.5. Proceso a partir de biomasa celulósica…………………………………….
1.6. Etanol como biocarburante……………………………………………………...
1.6.1. Usosdel bioetanol……………..………………………………………….
1.6.2. Biocarburantes que emplean etanol……………………………………….
1.6.3. Producción y tendencia del etanol carburante……………………………..

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2. Objetivos………………………………………………………………………….....

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3. Materiales ymétodos…………………………………………………………………
3.1. Método hidrotérmico por explosión de vapor………………………………….
3.2. Método de deslignificación. Tratamiento con etanol en medio ácido………….
3.3. Análisis de la parte sólida y la materia prima. Caracterización química……….
3.3.1. Preparación de la muestra………………………………………………….
3.3.2. Determinación de la humedad……………………………………………..
3.3.3. Determinación de los extractos…………………………………………….
3.3.3.1. Extracción enacetona…………………………………………….
3.3.3.2. Extracción en agua caliente………………………………………
3.3.4. Determinación de la lignina Klason……………………………………….
3.3.5. Determinación de la holocelulosa….………………………………….…..
3.3.6. Determinación de los pentosanos………………………………………….
3.3.7. Determinación de las cenizas……………………………………………..
3.4. Análisis de la parte líquida....