Efecto de la molienda sobre el tamaño y reactividad de Oligómeros de celulosa, necesarios para la reacción de producción de biocombustibles

Abstract

Se aisló celulosa del raquis de la variedad de plátano Tabasco para obtener materia prima y producir biocombustible mediante una reacción catalítica y así obtener una alternativa de biocombustible derivado de fuentes renovables para la producción verde de energía. Para el aislamiento se usó una combinación de tratamientos químicos suaves para obtener fibras de celulosa. Después de que se recolectó material lignocelulósico del raquis de plátano, se extrajeron las fibras de celulosa y se fragmentaron mecánicamente con un molino de bolas de alta energía, se utilizaron periodos de tiempo de 0.5 hasta 5.0 h, y una frecuencia constante de 60 Hz para la molienda. La espectroscopia infrarroja (FTIR-ATR) y la resonancia magnética nuclear (1H RMN) se utilizaron para estudiar los efectos de la molienda sobre la estructura molecular y la despolimerización de la celulosa molida. Los cambios en la morfología, el índice de cristalinidad, el tamaño de las partículas, las propiedades térmicas y la solubilidad se estudiaron en celulosa sin moler y celulosa molida. Se utilizó un catalizador preparado en el laboratorio (Al2O3-TiO2-W con 5% en peso de W) con una relación de sitios ácido-base de 2.3 probado anteriormente con éxito en la producción de hidroximetilfurfural (5-HMF) a partir de glucosa. En el presente trabajo, el catalizador se usó para la transformación de celulosa en 5-HMF; se estudiaron materiales celulósicos obtenidos con diferentes tiempos de molienda de 0.5 hasta 5.0 h en 5-HMF. La reactividad del catalizador Al2O3-TiO2-W en la conversión de celulosa en 5-HMF fue exitosa para todas las muestras de celulosa molida; el catalizador no funcionó al probarlo con celulosa comercial, posiblemente debido al alto grado de polimerización de ésta. Para la mayoría de las muestras, la concentración más alta de 5-HMF obtenida fue de aproximadamente 50 mg/mL a 60 min de reacción y las variaciones en la producción de 5-HMF fueron asociadas a la falta de homogeneidad en el tamaño de partícula obtenido a los diferentes tiempos de molienda. La celulosa extraída del raquis de Plátano Tabasco mediante la metodología establecida, también presentó el nivel apropiado de despolimerización para su conversión en 5-HMF.