Obtención de 2,5 dimetilfurano como bio-componente energético renovable a partir de biomasa por el método catalítico

Abstract

El objetivo de este trabajo fue llegar a obtener 2,5-dimetilfuráno (DMF) como producto final. El proceso de obtención de 2,5 DMF a partir de derivados biomásicos, específicamente para el caso se utilizó bagazo de caña de azúcar, el proceso consiste en la deshidratación de un monosacárido (fructosa) generando la formación de 5-hidroximetilfurfural (5-HMF), seguido de buscar la reacción de hidrogenólisis catalítica de este producto intermedio. El procesamiento de reacciones se llevó a cabo en los laboratorio de la carrera Química Industrial de la Universidad Mayor de San Andrés, además de ejecutar el diseño y construcción de un reactor discontinuo o tipo Bach “R1”, de lecho fluido y apto para operar a altas presiones y temperaturas, provisto de instrumental analógico como manómetro, termómetro, pernos de seguridad como cierre, empaquetadura de material inerte, válvula de ingreso, válvulas de salida y válvula de purga. Para obtener 5-hidroximetilfurfural se planteó la deshidratación acida catalítica homogénea de la fructosa, en presencia de ácidos minerales, inicialmente ácido clorhídrico aplicando sistema de reflujo a 95°C durante un tiempo de 60 minutos, así también se experimentó con ácido fosfórico (pH 1,75), en las condiciones de 150oC y 17,6 bar de atmosfera inerte de gas nitrógeno N2. La hidrogenólisis se completó en presencia de gas hidrogeno H2 en exceso, catalizador mono metálico Cu/Al2O3 con contenido del 10% de cobre, previamente preparado por el método de impregnación y posterior calcinación, hidroximetilfurfural dentro del reactor discontinuo con las condiciones de operación de 90 °C a una presión de 14 bar durante 90 minutos. El análisis de la cuantificación de 2,5 DMF fue realizado por un laboratorio de servicio externo acreditado, encontrando una concentración de 0.00087 % [peso/volumen], llegando a concluir que por cada kilogramo de bagazo de caña se pueden obtener 0.0778 kg de 2,5 DMF.