Proceso de purificación acoplado de filtración por membrana y adsorción para el reciclaje de disolventes eutécticos...

Área de la Ciencia:

• Conversión de Biomasa y Biorrefinación
• Química Verde y Procesos Sostenibles
• Ciencia y Tecnología de la Separación

Sus antecedentes:

• Los disolventes eutécticos profundos (DES) ofrecen una alternativa sostenible para el fraccionamiento de lignocelulosa debido a sus propiedades ecológicas.
• La aplicación industrial de DES se ve obstaculizada por la pérdida de disolvente y la degradación del rendimiento debido a las impurezas acumuladas de ciclos repetidos.
• La purificación eficaz de DES es crucial para la viabilidad económica y la sostenibilidad ambiental en biorrefinerías de lignocelulosa.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar una estrategia de purificación integrada para reciclar el DES utilizado en el fraccionamiento de lignocelulosa.
• Abordar los desafíos de la acumulación de impurezas y la pérdida de rendimiento del disolvente en ciclos de extracción de DES repetidos.
• Demostrar la viabilidad de un proceso híbrido de membrana-adsorción para la recuperación y reutilización eficientes de DES.

Principales métodos:

• Se diseñó un proceso de purificación integrado que combina ultrafiltración, adsorción continua y nanofiltración.
• Se seleccionaron y probaron resinas de filtración por membrana (UF/NF) y adsorción para determinar su eficacia en la eliminación de productos de degradación de lignina y fragmentos de hemicelulosa.
• Se evaluó el rendimiento del sistema integrado en función de la eficiencia de purificación de DES, las tasas de eliminación de impurezas y la recuperación de DES purificado.

Principales resultados:

• El proceso híbrido eliminó eficazmente los productos de degradación de la lignina (aproximadamente el 50% por adsorción) y concentró las hemicelulosas (aproximadamente el 70% por nanofiltración).
• El DES reciclado purificado demostró rendimientos de extracción de lignina significativamente restaurados (aproximadamente el 90%), comparables al DES fresco (aproximadamente el 70%).
• El DES reciclado sin tratar mostró un rendimiento de fraccionamiento drásticamente alterado (modificación de aproximadamente el 150%), lo que enfatiza el impacto de la acumulación de impurezas.

Conclusiones:

• El procesamiento híbrido de membrana-adsorción ofrece una solución robusta y práctica para purificar y reciclar DES en biorrefinerías de lignocelulosa.
• Este enfoque facilita ciclos de disolvente más limpios, reduce el consumo de DES y mejora el rendimiento ambiental y económico general de los procesos de biorrefinación.
• La estrategia de purificación desarrollada tiene potencial para una mayor optimización y escalado, allanando el camino para una adopción industrial más amplia de la tecnología DES.