Biodiesel within the biorefinery. New strategies

[EN] Biodiésel is, together with bioethanol, the biofuel that has reached a higher level of development and replacement of fossil fuels. Biodiesel is industrially produced from vegetable oils contained in oilseeds and plants by means of direct transesterification of triglycerides, using methanol and NaOH or KOH as catalysts. Although implementing the biodiesel production process within a biorefinery is feasible, some issues still need to be solved. EU regulations support the production of second generation biofuels that do not compete with food production, but there are still significant technical barriers that impede massive biodiesel production using this kind of raw materials. Obtaining a fuel using residues generally has worse characteristics than when clean oils are used as well as the increased complexity of some of the stages of the production process , are some of these barriers. In addition, there is another issue of particular importance, which is the increased production of glycerol that is generated as a byproduct of this process, and can no longer be absorbed by an almost saturated market. This paper aims to briefly describe the situation of this sector in Spain, as well as to identify the main problems encountered for its implementation within a biorefinery concept, and some of the main contributions that the scientific community is doing to solve them.[ES] El biodiésel es, junto con el bioetanol, el biocarburante que ha alcanzado un mayor grado de desarrollo y de sustitución de los carburantes fósiles. La producción industrial de biodiésel se realiza mayoritariamente a partir de aceites obtenidos de vegetales oleaginosos, mediante la transesterificación directa de los triglicéridos utilizando metanol, y NaOH o KOH como catalizadores. La incorporación del proceso de producción de biodiésel dentro de una biorrefinería es posible, aunque presenta algunas dificultades técnicas que no están completamente resueltas. Desde organismos políticos, como la Comunidad Económica Europea, se está impulsando la producción de biocombustibles de segunda generación, que utilicen materias primas residuales o no competitivas con la alimentación. Sin embargo, existen todavía importantes barreras tecnológicas que impiden que esta producción sea mayoritaria, como por ejemplo la obtención de un combustible que, generalmente, presenta peores características que cuando se utilizan aceites limpios, o la mayor complejidad de algunas de las etapas del proceso productivo. Además, la creciente producción de glicerina que se genera como subproducto de este proceso, y que ya no puede ser absorbida por un mercado prácticamente saturado, es otro problema de especial importancia. En este trabajo se pretende realizar una descripción de la situación de este sector en España, de los principales problemas que se presentan para su implantación en las biorefinerías, y algunas de las principales contribuciones que desde la comunidad científica se está haciendo para su resolución.Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (Referencia de Proyecto : CTQ2010-19811). Se agradece asimismo al MICINN la ayuda predoctoral para formación de personal investigador concedida a Lucía Botella (Referencia de Beca: BES-2011-051093). Además, el Grupo de Procesos Termoquímicos es parcialmente financiado por el Gobierno de Aragón y el Fondo Social Europeo (Referencia de Proyecto : T36-Grupo de Procesos Termoquímicos). Por ello, los autores desean expresar su gratitud a todos los organismos anteriormente mencionados.Peer reviewe

An introduction to biomass valorisation technologies

[EN] Biomass is the only renewable source for carbonbased materials, value-added products and fuels. Biomass transformations are carbon neutral and favour energy diversification, avoid abandon of agricultural land and contribute to sustainability in forestry management with low associated environmental impacts. This work presents a brief overview of the main transformation technologies for biomass, that can be classified in the following main categories: biological, chemical, mechanical and thermo-chemical. Depending on the desired final products (fuels, heat and power, chemicals…) different options for treatment of wet and dry biomasses are presented, including usual pretreatments and operational conditions. Thermo-chemical treatments are emphasized, as main research activity carried out in the last 30 years by the Thermo-chemical Processes Group of the Aragón Institute of Engineering Research (I3A) belonging to University of Zaragoza.[ES] La biomasa representa la única fuente disponible de materiales, productos de valor añadido y combustibles basados en carbono de origen renovable. En general, las transformaciones de la biomasa suponen un balance energético neutro en CO2, a la vez que favorecen la diversificación energética, evitan el abandono de tierras y contribuyen al buen estado y sostenimiento de la masa forestal, con escaso impacto ambiental asociado. En este trabajo se presenta de manera esquemática un panorama de las distintas opciones de aprovechamiento de la biomasa, que pueden clasificarse en: tranformaciones biológicas, químicas, mecánicas y termoquímicas. En función de los productos finales deseados (combustibles, calor y electricidad, productos químicos), se presentan diversas opciones de tratamiento de biomasa húmeda o seca, posibles pretratamientos y condiciones de operación habituales. Entre las diversas opciones, se hace especial énfasis en los procesos termoquímicos de transformación de materiales biomásicos (pirólisis, gasificación y combustión), actividad en la que el Grupo de Procesos Termoquímicos del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A), perteneciente a la Universidad de Zaragoza, posee una dilatada experiencia investigadora de más de 30 años.Peer reviewe

Líquidos de pírolisis de biomasa. Fundamentos, tecnologías y nuevas estrategias

[EN] Biomass pyrolysis liquids are promising for the production of valuable chemicals, fuels and energy from renewable resources. Fast pyrolysis technologies are selected for maximizing the yield to liquid products, being characterized by short residence times for solids and vapors, very high heating rates and operating temperatures typically in the range of 450-550 ºC. The applications for these liquids at a commercial scale still present some challenges that need to be solved. Nonetheless, there are already successful cases of fast pyrolysis technologies at full scale, yielding chemicals or producing energy via combustion of the liquid. New strategies can be proposed for developing integration of processes and valorization of byproducts and residual streams in the fast pyrolysis process. Following this approach, different biorefinery schemes have already been proposed aiming at producing different biobased products with higher added value apart from bioenergy.[ES] Los líquidos de pirólisis de biomasa son productos prometedores obtenidos a partir de recursos renovables que pueden ser utilizados para la producción de compuestos químicos valiosos, combustibles y energía. De cara a maximizar el rendimiento a productos líquidos, las tecnologías de pirólisis más adecuadas son aquellas basadas en la pirólisis rápida (“fast pyrolysis”). Estas tecnologías se caracterizan por unos tiempos de residencia cortos tanto de los sólidos como de los gases y vapores, muy altas velocidades de calentamiento y temperaturas de operación en el intervalo entre 450 y 550 ºC. Las aplicaciones a escala comercial para estos líquidos todavía presentan algunos retos que precisan ser solventados. No obstante, existen ya casos exitosos de desarrollos de tecnologías de pirólisis rápida a escala industrial, en los que se obtienen bien productos químicos o energía mediante combustión del líquido de pirólisis. En este contexto, se pueden proponer estrategias novedosas de cara a la integración de procesos y la valorización de subproductos y corrientes residuales. Siguiendo esta concepción, existen actualmente distintos esquemas de biorrefinería que tienen como objetivo la producción de toda una serie de bioproductos con alto valor añadido junto con la tradicional producción de bioenergíaThe authors express their gratitude to the Spanish Ministry of Science and Innovation MICINN (Research Project Ref. Num. CTQ2010-19811 and CTQ2010-20137), the Gobierno de Aragon and the European Social Fund for providing financial support for the work.Peer reviewe