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Mecanismo de Reacción y Cinética de la Licuación Hidrotermal en Condiciones Sub- y Supercríticas: Una Revisión

Autores: Ahmad, Fiaz; Doddapaneni, Tharaka Rama Krishna C.; Toor, Saqib Sohail; Kikas, Timo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Energía

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 9

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La tecnología de licuefacción hidrotermal (HTL) ha generado un inmenso interés en la investigación debido a su potencial para convertir biomasa húmeda en biocrudo similar al petróleo. Comprender el mecanismo de reacción y la cinética de HTL es crucial para entender mejor el proceso, estimar los rendimientos y escalar. Por otro lado, los mecanismos de reacción y la cinética dependen en gran medida de la composición de la materia prima y de los parámetros de reacción de HTL. Sin embargo, la literatura carece de un análisis en profundidad del mecanismo de reacción y la cinética en relación con el rendimiento de biocrudo y la distribución de productos en un escenario de materia prima única a múltiple. Esta revisión se centra en los mecanismos de reacción de varios componentes biomoleculares de la biomasa lignocelulósica, proteínas y lípidos en el proceso de HTL bajo condiciones sub y supercríticas. Además, se exploran la cinética de reacción de HTL, el efecto de las condiciones de reacción sobre los mecanismos de reacción y la distribución de productos. Los hallazgos coinciden en que la temperatura de reacción y el tiempo de retención siguen relaciones inversas para un alto rendimiento de biocrudo. Se recomienda una alta tasa de calentamiento para un mayor rendimiento de biocrudo para evitar procesos de craqueo y recombinación. Se favoreció una alta relación disolvente/materia prima, dependiendo de la composición de la materia prima, para un rendimiento óptimo de biocrudo. Además, los catalizadores y disolventes de reacción, especialmente los disolventes orgánicos, contribuyen de manera efectiva a un alto rendimiento de biocrudo, incluso hasta un 70%. Se favorecen los catalizadores heterogéneos debido a su reutilización y mejora de la calidad del biocrudo. También se debatió el uso de la co-licuefacción hidrotermal (multi-materia prima) para mejorar el rendimiento de biocrudo. Una discusión detallada sobre la cinética de reacción de varios componentes biomoleculares en el proceso de HTL reveló que las reacciones en HTL normalmente siguen la ley de velocidad de primer orden. Finalmente, los autores esbozan las pautas para futuras investigaciones en HTL para la escalabilidad industrial.

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