Bio-phenolic compounds production through fast pyrolysis: Demineralizing olive pomace pretreatments

Autor: A. Alcazar-Ruiz, F. Dorado, L. Sanchez-Silva
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Food and Bioproducts Processing. 137:200-213
ISSN: 0960-3085
DOI: 10.1016/j.fbp.2022.12.002
Popis: An original pathway to renewable production of phenol-rich bio-oil by fast pyrolysis of pretreated olive pomace (OP) was researched. However, inherent inorganic elements (especially alkali and alkaline earth metals) in biomass feedstocks largely modified the final bio-oil composition. To alter their catalytic activity in fast pyrolysis, different demineralisation processes (water, acid and alkali pretreatments) were employed. There was also an in-depth study of bio-oil phenolic compounds, analysing the oxygen-containing substituted groups linked to the benzene ring. From water leached samples, potassium was largely removed, enhancing the selective production of guaiacol (at room temperature) and syringol (at T = 90 ºC). Important differences were observed with HCl and HNO3 pretreatments regarding carboxylic acid and phenolic distribution. For pretreatment with NaOH, the sodium content in the sample was observed to increase to 83%. Thus, optimal phenolic selectivity (36.9%) was achieved for the alkali pretreated OP sample, where guaiacol (5.9%) and vinyl guaiacol (6.2%) yields increased and methyl guaiacol decreased. This study marks an efficient and clean pathway for converting agricultural waste into valuable phenolic enriched bio-oil. This could constitute a new way of obtaining these compounds by using renewable agriculture biomass.
Se investigó una vía original para la producción renovable de bioaceite rico en fenoles mediante pirólisis rápida de orujo de oliva (OP) pretratado. Sin embargo, los elementos inorgánicos inherentes (especialmente metales alcalinos y alcalinotérreos) en las materias primas de biomasa modificaron en gran medida la composición final del bioaceite. Para alterar su actividad catalítica en la pirólisis rápida, se emplearon distintos procesos de desmineralización (pretratamientos con agua, ácidos y alcalinos). También se realizó un estudio en profundidad de los compuestos fenólicos del bioaceite, analizando los grupos sustituidos que contienen oxígeno unido al anillo bencénico. A partir de muestras lixiviadas con agua, se eliminó en gran medida el potasio, potenciando la producción selectiva de guaiacol (a temperatura ambiente) y siringol (a T = 90 ºC). Se observaron diferencias importantes con los pretratamientos con HCl y HNO3 en cuanto a la distribución de ácidos carboxílicos y fenólicos. Para el pretratamiento con NaOH, se observó que el contenido de sodio en la muestra aumentaba hasta el 83%. Así, se alcanzó una selectividad fenólica óptima (36,9%) para la muestra de OP pretratada con álcali, en la que aumentaron los rendimientos de guayacol (5,9%) y vinilguayacol (6,2%) y disminuyó el de metilguayacol. Este estudio marca una vía eficiente y limpia para convertir residuos agrícolas en valioso bioaceite enriquecido en fenoles. Esto podría constituir una nueva vía de obtención de estos compuestos mediante el uso de biomasa agrícola renovable.
Databáze: OpenAIRE
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