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DYNA

versão impressa ISSN 0012-7353

Resumo

FUERTEZ, JOHN; RUIZ, ANGELA; ALVAREZ, HERNÁN  e  MOLINA, ALEJANDRO. MODELO DINÁMICO INTEGRADO DEL PROCESO DE DESLIGNIFICACIÓN ALCALINA DE BIOMASA LIGNOCELULÓSICA. Dyna rev.fac.nac.minas [online]. 2011, vol.78, n.170, pp.175-184. ISSN 0012-7353.

A pesar que en la literatura existen varios estudios que describen modelos de deslignificación alcalina, estos fueron desarrollados originalmente para la industria de papel, y no incluyen los efectos de las variables de operación importantes tales como temperatura, concentración del hidróxido, relación sólido-líquido, tamaño de partícula, composición de la biomasa (fracciones de hemicelulosa y lignina) y mezclado. Esta carencia de modelos detallados de las etapas del pretratamiento incitó el presente estudio que describe un modelo que incluye las variables mencionadas y proporcione una importante herramienta para predecir el grado de remoción de lignina en materiales lignocelulósicos tales como bagazo de caña de azúcar (Saccharum officinarum L). El modelo considera expresiones cinéticas disponibles en la literatura. Los parámetros cinéticos fueron determinados por ajuste a los datos experimentales obtenidos en nuestro laboratorio. La matriz experimental consideró dieciocho experimentos isotérmicos de 24horas en los cuales se observó que las etapas de deslignificación principal (bulk) y residual ocurrieron en paralelo. La remoción de carbohidratos y consumo de hidróxido fueron relacionados con la remoción de lignina mediante coeficientes estequiométricos efectivos que fueron calculados por ajuste a los datos experimentales. Un modelo de compartimientos de mezclado que representa la mezcla dentro del reactor fue incluido en una superestructura temporal basada en la similaridad entre los reactores del flujo pistón y reactores ideales por lotes para modelar un reactor por lote de mezcla no ideal. El modelo cinético fue validado con los datos obtenidos en este estudio.

Palavras-chave : Modelo matemático; deslignificación alcalina y Kraft; pretratamiento; biomasa lignocelulósica; bagazo de caña de azúcar.

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