Hidrólisis de biomasas lignocelulósicas ricas en pectina: optimización de condiciones de despolimerización

Abstract

En este trabajo fueron evaluados ácido D-galacturónico, ácido D-poligalacturónico, pectinas con diferentes grados de esterificación (DE) y cáscara de naranja (OPW) en reacciones de hidrólisis ácida. La deshidratación del D-GalA a mayor concentración de catalizador (H2SO4) mostró mayor formación de furfural (16 mM). El D-pGalA mostró una despolimerización total, al igual que las diferentes pectinas evaluadas. Los productos de deshidratación observados a partir de D-GalA puro y del monómero del D-pGalA mostraron los mismos perfiles de concentración. La formación de furfural a partir de pectina depende de su composición y DE. Mayor concentración de D-GalA (bajo DE) favorece la formación de furfural. Se evaluó la producción de furfural a partir de OPW en tres condiciones diferentes, una empleando la biomasa completa y otras dos con biomasas sin pectina. En la mejor propuesta se obtuvieron 90 g de pectina y 15 g de furfural por kilogramo de OPW deshidratada. Se propuso el proceso de biorefinación de OPW proponiendo como productos aceite esencial y pectina, además de furfural. Se desarrolló un modelo cinético que describe la deshidratación de D-GalA dando como resultado un modelo de primer orden.

In this work, D-galacturonic acid, D-polygalacturonic acid, pectins with different degrees of esterification (DE) and orange peel biomass (OPW) were evaluated in acid hydrolysis reactions. The dehydration of D-GalA at a higher catalyst concentration (H2SO4) showed greater formation of furfural (16 mM). D-pGalA was fully depolymerized, as well as the different pectins evaluated. The concentration profile of dehydration products is the same whether the starting material is D-GalA or the monomer from D-pGalA. The formation of furfural from pectin depends on its composition and DE. A higher concentration of D-GalA (low DE) favors the formation of furfural. The production of furfural from OPW was evaluated under three different conditions, one using the complete biomass and two more with biomass without pectin. In the best proposal, 90 g of pectin and 15 g of furfural were obtained per kilogram of OPW. A biorefinery process from OPW was proposed, having as products the essential oil and pectin, in addition to furfural. This revealed a kinetic model that describes the dehydration of D-GalA and thus resulted in a first order model.