Separación mediante pervaporación de compuestos de degradación producidos en la hidrólisis mediante agua subcrítica del bagazo de cerveza

Abstract

En este trabajo se propone la valorización del bagazo de cerveza (BSG) generado tras el proceso de elaboración de la misma. El BSG se clasifica como biomasa lignocelulósica debido a su composición en celulosa, hemicelulosa y lignina. Para su valorización se propone el empleo de agua subcrítica. El agua subcrítica es capaz de hidrolizar la biomasa obteniendo por una parte productos de hidrólisis y por otra parte, productos de degradación resultantes de la degradación de los azúcares hidrolizados. Entre los compuestos formados a partir de la degradación de azúcares, en este trabajo se encontraron importantes cantidades de furfural, 1.5 g/L, debido a la degradación de la xilosa, que está en el BSG en grandes cantidades. En este trabajo estudiamos la eliminación del mismo mediante procesos de pervaporación. Para ello utilizaremos dos membranas poliméricas diferentes: una membrana de polidimetil siloxano (PDMS) y otra membrana de polioctimetil siloxano (POMS). Este tipo de membranas se ven influenciadas por diferentes parámetros como la temperatura, la composición de la alimentación. Se realizaron estudios de mezclas sintéticas de agua con diferentes productos de degradación, para finalmente determinar la eliminación de furfural de los hidrolizados con agua subcrítica. La membrana POMS presentó una mayor eliminación de furfural, y condujo a la reducción de más del 90 % de furfural de los hidrolizados en tan sólo 155 min.

This study proposes the valorisation of the brewer spent grain (BSG) generated during the beer processing. The BSG is classified as lignocellulosic biomass due to its composition in cellulose, hemicellulose and lignin. For its valorisation, the use of subcritical water is proposed. subcritical water is able of hydrolyzing the biomass, obtaining on one hand hydolysis products and, on the other hand, degradation products resulting from the degradation of hydolyzed sugars. Among the compounds formed from the degradation of sugars, in this study significant amounts of furfural were found (1.5 g/L), due to the degradation of xylose, which is found in the BSG in large quantities. In this work, the removal of furfural through pervaporation processes was studied. two different polymeric membranes were used: a polydimethyl siloxane (PDMS) membrane and another polyoctimethyl siloxane (POMS) membrane. This type of membranes are influenced by different parameters such as temperature or feed composition. First, pervaporation of different synthetic mixtures of water with different degradation products was carried out. Finally, the removal of furfural from the hydolysates obtained with subcritical water was carried out. The POMS membrane showed a greater removal of furfural, and led to a reduction of more than 90% of furfural form the hydrolysates in just 155 minutes.