Aromatics from Lignin through Ultrafast Reactions in Water

Producción CientíficaNowadays, the valorization of lignin, the major natural source of aromatics in earth, is being a challenge for the scientific community. In this study, kraft lignin is effectively converted into aromatic monomers by ultrafast depolymerization in hot and pressurized water. At reaction times below 500 ms, it is possible to avoid char formation originated from undesirable condensation reactions by controlling accurately the reaction time. Under alkaline medium, the reaction reaches an optimum point at 386ºC and 300 ms with a light oil yield of 60% with a concentration in key compounds such as guaiacol, creosol, vanillin and acetovanillone of around 20 %w/w. The char formation in this point was surprisingly low (4 %w/w). Analysis and quantification of the products allows to identify the evolution of the different reaction steps and propose plausible mechanism for the depolymerization and repolymerization stages. Furthermore, it is proven that the proposed technology is equally effective to treat directly industrial black liquors with a yield higher than 50% to light oil, containing as main monomers guaiacol (2.7%), syringol (3.0%) and syringaldehyde (7.3%).2020-02-152020-02-15Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (Project CTQ2016-79777-R)Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (Proyect FPU15/00409

Redefining conventional biomass hydrolysis models by including mass transfer effects. Kinetic model of cellulose hydrolysis in supercritical water

Producción CientíficaConventional kinetic models of cellulose hydrolysis in supercritical water do not accurately represent the operation with concentrated suspensions since they neglect the mass transfer effects. This work proposes a kinetic model which is able to reproduce cellulose hydrolysis at high concentrations providing the opt imum reaction conditions to obtain nanocellulose particles and oligomers of controlled size. The basic idea of the model, which is applicable to other lignocellulosic materials, is that the hydrolysis of the cellulose particles generates an oligosaccharides layer which creates a mass transfer resistance. Therefore, it considers both the diffusion of the water molecules from the bulk phase to the surfaces of the cellulose particles and the superficial hydrolysis kinetics. Experimental points were obtained working with two different cellulose types (Dp=75 μm and Dp=50 μm) at 390 °C and 25 MPa, residence times between 50 ms and 250 ms and initial cellulose suspension concentration from 3% to 7% w/w (1% to 2.3% w/w at the inlet of the reactor). The average deviation between the experimental points and the theoretical values is lower than 10% proving the applicability of the kinetic model. The experimental and theoretical results demonstrated that increasing the total number of cellulose particles, either increasing the initial concentration or decreasing the average particle diameter, reduces the hydrolysis rate

La factoría de salazón romana de Praia do Naso (Illa de Arousa, Pontevedra)

En el presente trabajo presentamos los resultados de la intervención realizada por la Universidad de Vigo en el yacimiento de Praia do Naso (Illa de Arousa), catalogado como una posible factoría de salazón de época romana. Esta excavación forma parte del proyecto Marie-Slodowska Curie “Galtfish: Salt and fish salting in Ancient Gallaecia. Looking for the origins of the Galician canned fish industry” en el marco del cual se han llevado a cabo varias intervenciones arqueológicas buscando definir y documentar estructuras relacionadas con la industria salazonera. Se han realizado dos sondeos que han permitido localizar muros y niveles de uso de la parte interior del edificio –las piletas se habrían perdido por la acción erosiva del mar–, así como materiales que han permitido acotar la cronología de la factoría entre los siglos I y III d.C.In this paper, we present the results of intervention carried out by University of Vigo in Praia do Naso site (Illa de Arousa), catalogued as a possible Roman fish salting factory. This excavation was part of the Marie-Slodowska Curie project “Galtfish: Salt and fish salting in Ancient Gallaecia. Looking for the origins of the Galician canned fish industry” in the framework of which several archaeological excavations has been made, seeking to define and document structures related with the salting industry. Two soundings have been made. We located walls and usage levels from the interior part of the building –vats would have been lost due to the erosive action of the sea–, as well as objects that dated the factory between 1st and 3rd centuries A.

Understanding biomass fractionation in subcritical & supercritical water

Producción CientíficaBiomass fractionation into its individual building blocks poses a major challenge to the biorefinery concept. The recalcitrance of the lignocellulose matrix and the high crystallinity of cellulose make typical feed stocks difficult to separate into their components. Hydrothermal processing fractionates biomass by its hydrolysis. However, a deep knowledge of hydrolysis principles is required since an inappropriate selection of the operating parameters such as an excessive temperature and a long residence times causes dramatic selectivity losses. This review is divided in four main sections which present the fundamentals of lignocellulosic biomass fractionation in hemicelluloses, cellulose and lignin. As the biomass structure plays an important role, a section to study the extraction of the linked phenols that joint lignin and hemicelluloses is included.Junta de Castilla y León (programa de apoyo a proyectos de investigación – Ref. VA040U16)Ministerio de Economía, Industria y Competitividad - FEDER (Proyect CTQ2013-44143-R)Ministerio de Economía, Industria y Competitividad - FEDER (Proyect CTQ2016-79777-R

Caracterización dos espazos domésticos culinarios da época romana en Galicia

Este estudio tiene como objetivo caracterizar los espacios culinarios de las viviendas romanas en el actual territorio gallego. Para esto, se han recopilado un total de cuarenta espacios domésticos con funciones culinarias de yacimientos de diversa tipología. Posteriormente, se analizan en detalle siete casos concretos, entre ellos algunos inéditos hasta el momento. Por último, a partir del catálogo de cocinas y de los estudios de caso, se comentan los ejemplos recopilados en relación a los demás espacios que conforman la vivienda; así como su distribución interna y los principales elementos que la componen. El resultado nos muestra unos espacios multifuncionales en los que se desarrollan tareas como el cocinado de alimentos, el ciclo del pan o actividades textiles. Son espacios complejos que se relacionan con el resto de la vivienda, pero bajo parámetros precisos que garantan la salubridad y seguridad. Este trabajo aporta una visión innovadora, apoyada en una nueva lectura de los datos arqueológicos, que se aleja de los estereotipos existentes sobre estos espacios de la vivienda romana. [gl] Este estudo ten como obxectivo caracterizar os espazos culinarios das vivendas romanas no actual territorio galego. Para isto, recompílanse un total de corenta espazos domésticos con funcións culinarias de xacementos de diversa tipoloxía. Posteriormente, analízanse en detalle sete casos concretos, algúns inéditos ata o momento. Por último, a partir do catálogo de cociñas e dos estudos de caso, coméntanse os exemplos recompilados en relación cos demais espazos que conforman a vivenda; así como a súa distribución interna e os principais elementos que a compoñen. O resultado móstranos uns espazos multifuncionais onde se desenvolven tarefas como o cociñado de alimentos, o ciclo do pan ou actividades téxtiles. Son espazos complexos relacionados co resto da vivenda, pero baixo parámetros precisos que garantan salubridade e seguridade. Este traballo achega unha visión innovadora, apoiada nunha nova lectura dos datos arqueolóxicos, que se afasta de estereotipos existentes sobre estes espazos da vivenda romana.Este estudo ten como obxectivo caracterizar os espazos culinarios das vivendas romanas no actual territorio galego. Para isto, recompílanse un total de corenta espazos domésticos con funcións culinarias de xacementos de diversa tipoloxía. Posteriormente, analízanse en detalle sete casos concretos, algúns inéditos ata o momento. Por último, a partir do catálogo de cociñas e dos estudos de caso, coméntanse os exemplos recompilados en relación cos demais espazos que conforman a vivenda; así como a súa distribución interna e os principais elementos que a compoñen. O resultado móstranos uns espazos multifuncionais onde se desenvolven tarefas como o cociñado de alimentos, o ciclo do pan ou actividades téxtiles. Son espazos complexos relacionados co resto da vivenda, pero baixo parámetros precisos que garantan salubridade e seguridade. Este traballo achega unha visión innovadora, apoiada nunha nova lectura dos datos arqueolóxicos, que se afasta de estereotipos existentes sobre estes espazos da vivenda romana.Agencia Estatal de Investigación | Ref. RYC2018-024131-

Caracterización dos espazos domésticos culinarios da época romana en Galicia

This study aims to characterize the cooking spaces of Roman houses in the present-day territory of Galicia, gathering information from a total of forty domestic spaces with cooking facilities, from sites with different typologies. Furthermore, seven cases were analysed individually in detail, including some unpublished sites. Finally, by combining the data from the catalogue and the individual cases, the examples of cooking areas are discussed in relation to the other domestic spaces of the dwellings, as well as their interior layout and the major elements that comprise them. The results reveal the existence of multifunctional spaces, where different tasks are carried out, such as food preparation, bread baking and textile activities. They are complex spaces, connected to the rest of the house, but with specific criteria, that guarantee their hygiene and safety. This work offers a new outlook on the issue, endorsed by a new interpretation of the archaeological data, that distances itself from previous stereotypes regarding these kinds of Roman domestic spaces.Este estudio tiene como objetivo caracterizar los espacios culinarios de las viviendas romanas en el actual territorio gallego. Para esto, se han recopilado un total de cuarenta espacios domésticos con funciones culinarias de yacimientos de diversa tipología. Posteriormente, se analizan en detalle siete casos concretos, entre ellos algunos inéditos hasta el momento. Por último, a partir del catálogo de cocinas y de los estudios de caso, se comentan los ejemplos recopilados en relación a los demás espacios que conforman la vivienda; así como su distribución interna y los principales elementos que la componen. El resultado nos muestra unos espacios multifuncionales en los que se desarrollan tareas como el cocinado de alimentos, el ciclo del pan o actividades textiles. Son espacios complejos que se relacionan con el resto de la vivienda, pero bajo parámetros precisos que garantan la salubridad y seguridad. Este trabajo aporta una visión innovadora, apoyada en una nueva lectura de los datos arqueológicos, que se aleja de los estereotipos existentes sobre estos espacios de la vivienda romana. [gl] Este estudo ten como obxectivo caracterizar os espazos culinarios das vivendas romanas no actual territorio galego. Para isto, recompílanse un total de corenta espazos domésticos con funcións culinarias de xacementos de diversa tipoloxía. Posteriormente, analízanse en detalle sete casos concretos, algúns inéditos ata o momento. Por último, a partir do catálogo de cociñas e dos estudos de caso, coméntanse os exemplos recompilados en relación cos demais espazos que conforman a vivenda; así como a súa distribución interna e os principais elementos que a compoñen. O resultado móstranos uns espazos multifuncionais onde se desenvolven tarefas como o cociñado de alimentos, o ciclo do pan ou actividades téxtiles. Son espazos complexos relacionados co resto da vivenda, pero baixo parámetros precisos que garantan salubridade e seguridade. Este traballo achega unha visión innovadora, apoiada nunha nova lectura dos datos arqueolóxicos, que se afasta de estereotipos existentes sobre estes espazos da vivenda romana

Molecular Oxygen Lignin Depolymerization: An Insight into the Stability of Phenolic Monomers

This is the peer reviewed version of the following article: Y. Mathieu, J. D. Vidal, L. Arribas Martínez, N. Abad Fernández, S. Iborra, A. Corma, ChemSusChem 2020, 13, 4743, which has been published in final form at https://doi.org/10.1002/cssc.202001295. This article may be used for non-commercial purposes in accordance with Wiley Terms and Conditions for Self-Archiving.[EN] During oxidative depolymn. of lignin in aq. alk. medium using mol. oxygen as oxidant, the highly functionalized primary phenolic monomers are not stable products, owing to various not fully identified secondary reaction mechanisms. However, better understanding of the mechanisms responsible for the instability of the main part of the products of interest derived from lignin is of much interest. Evaluation of their individual reactivities under oxidative conditions should significantly help to find a better way to valorize the lignin polymer and to maximize the yields of target value-added products. Consequently, the main objective of this study is to assess the individual stabilities of some selected ligninbased phenolic compds., such as vanillin, vanillic acid, and acetovanillone, together with some other pure chem. compds. such as phenol and anisole to give an insight into the mechanisms responsible for the simultaneous formation and repolymn. of those products and the influence of the oxidn. conditions. Various complementary strategies of stabilization are proposed, discussed, and applied for the oxidative depolymn. reactions of a tech. lignin extd. from pinewood with a high content of b-O-4 interconnecting bonds to try to obtain enhanced yields of value-added products.The authors thank Tecnicas Reunidas for material and financial support. We also acknowledge the Spanish Ministry of Science, Innovation, and Universities for funding through the "Severo Ochoa" Excellence Program (SEV 2016-0683) and the LIGNO-PRIZED project from the Spanish Centre for the Development of Industrial Technology (CDTI) in the framework of the Strategic Program of National Business Research Consortia (CIEN-2016). Special and kindly thanks are also given to Dr. Dalgi Sunith Barbosa Trillos and Dr. Jakob Mottweiler for their priceless help during the elaboration of the present work.Mathieu, Y.; Vidal, JD.; Arribas Martínez, L.; Abad Fernández, N.; Iborra Chornet, S.; Corma Canós, A. (2020). Molecular Oxygen Lignin Depolymerization: An Insight into the Stability of Phenolic Monomers. ChemSusChem. 13(17):4743-4758. https://doi.org/10.1002/cssc.202001295S474347581317BP. energy outlook2019 https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/energy-outlook/bp-energy-outlook-2019.pdf.J. Bluestein J. Rackley ICF International technical report2010 Coverage of Petroleum Sector Greenhouse Gas Emissions under Climate Policy.Huber, G. W., Iborra, S., & Corma, A. (2006). Synthesis of Transportation Fuels from Biomass:  Chemistry, Catalysts, and Engineering. Chemical Reviews, 106(9), 4044-4098. doi:10.1021/cr068360dFache, M., Boutevin, B., & Caillol, S. (2015). Vanillin Production from Lignin and Its Use as a Renewable Chemical. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 4(1), 35-46. doi:10.1021/acssuschemeng.5b01344Volf, I., & Popa, V. I. (2018). Integrated Processing of Biomass Resources for Fine Chemical Obtaining. Biomass as Renewable Raw Material to Obtain Bioproducts of High-Tech Value, 113-160. doi:10.1016/b978-0-444-63774-1.00004-1Chio, C., Sain, M., & Qin, W. (2019). Lignin utilization: A review of lignin depolymerization from various aspects. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 107, 232-249. doi:10.1016/j.rser.2019.03.008Wang, H., Pu, Y., Ragauskas, A., & Yang, B. (2019). From lignin to valuable products–strategies, challenges, and prospects. Bioresource Technology, 271, 449-461. doi:10.1016/j.biortech.2018.09.072Corma, A., Iborra, S., & Velty, A. (2007). Chemical Routes for the Transformation of Biomass into Chemicals. Chemical Reviews, 107(6), 2411-2502. doi:10.1021/cr050989dVohra, M., Manwar, J., Manmode, R., Padgilwar, S., & Patil, S. (2014). Bioethanol production: Feedstock and current technologies. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2(1), 573-584. doi:10.1016/j.jece.2013.10.013Claassen, P. A. M., van Lier, J. B., Lopez Contreras, A. M., van Niel, E. W. J., Sijtsma, L., Stams, A. J. M., … Weusthuis, R. A. (1999). Utilisation of biomass for the supply of energy carriers. Applied Microbiology and Biotechnology, 52(6), 741-755. doi:10.1007/s002530051586Kamm, B., & Kamm, M. (2004). Principles of biorefineries. Applied Microbiology and Biotechnology, 64(2), 137-145. doi:10.1007/s00253-003-1537-7Banerjee, S., Mudliar, S., Sen, R., Giri, B., Satpute, D., Chakrabarti, T., & Pandey, R. A. (2010). Commercializing lignocellulosic bioethanol: technology bottlenecks and possible remedies. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 4(1), 77-93. doi:10.1002/bbb.188Howard, R. L., Abotsi, E., Jansen, van R. E. L., & Howard, S. (2003). Lignocellulose biotechnology: issues of bioconversion and enzyme production. African Journal of Biotechnology, 2(12), 602-619. doi:10.5897/ajb2003.000-1115Kleinert, M., & Barth, T. (2008). Towards a Lignincellulosic Biorefinery: Direct One-Step Conversion of Lignin to Hydrogen-Enriched Biofuel. Energy & Fuels, 22(2), 1371-1379. doi:10.1021/ef700631wBajpai, P. (2018). Wood-Based Products and Chemicals. Biermann’s Handbook of Pulp and Paper, 233-247. doi:10.1016/b978-0-12-814240-0.00008-2Zakzeski, J., Bruijnincx, P. C. A., Jongerius, A. L., & Weckhuysen, B. M. (2010). The Catalytic Valorization of Lignin for the Production of Renewable Chemicals. Chemical Reviews, 110(6), 3552-3599. doi:10.1021/cr900354uAmen-Chen, C., Pakdel, H., & Roy, C. (2001). Production of monomeric phenols by thermochemical conversion of biomass: a review. Bioresource Technology, 79(3), 277-299. doi:10.1016/s0960-8524(00)00180-2Reale, S., Di Tullio, A., Spreti, N., & De Angelis, F. (2004). Mass spectrometry in the biosynthetic and structural investigation of lignins. Mass Spectrometry Reviews, 23(2), 87-126. doi:10.1002/mas.10072Dorrestijn, E., Laarhoven, L. J. J., Arends, I. W. C. E., & Mulder, P. (2000). The occurrence and reactivity of phenoxyl linkages in lignin and low rank coal. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 54(1-2), 153-192. doi:10.1016/s0165-2370(99)00082-0Evans, R. J., Milne, T. A., & Soltys, M. N. (1986). Direct mass-spectrometric studies of the pyrolysis of carbonaceous fuels. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 9(3), 207-236. doi:10.1016/0165-2370(86)80012-2Chen, Z., & Wan, C. (2017). Biological valorization strategies for converting lignin into fuels and chemicals. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 73, 610-621. doi:10.1016/j.rser.2017.01.166Pu, Y., Zhang, D., Singh, P. M., & Ragauskas, A. J. (2008). The new forestry biofuels sector. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 2(1), 58-73. doi:10.1002/bbb.48Yuan, Z., Cheng, S., Leitch, M., & Xu, C. (Charles). (2010). Hydrolytic degradation of alkaline lignin in hot-compressed water and ethanol. Bioresource Technology, 101(23), 9308-9313. doi:10.1016/j.biortech.2010.06.140Reiter, J., Strittmatter, H., Wiemann, L. O., Schieder, D., & Sieber, V. (2013). Enzymatic cleavage of lignin β-O-4 aryl ether bonds via net internal hydrogen transfer. Green Chemistry, 15(5), 1373. doi:10.1039/c3gc40295aBehling, R., Valange, S., & Chatel, G. (2016). Heterogeneous catalytic oxidation for lignin valorization into valuable chemicals: what results? What limitations? What trends? Green Chemistry, 18(7), 1839-1854. doi:10.1039/c5gc03061gCollinson, S. R., & Thielemans, W. (2010). The catalytic oxidation of biomass to new materials focusing on starch, cellulose and lignin. Coordination Chemistry Reviews, 254(15-16), 1854-1870. doi:10.1016/j.ccr.2010.04.007Pandey, M. P., & Kim, C. S. (2010). Lignin Depolymerization and Conversion: A Review of Thermochemical Methods. Chemical Engineering & Technology, 34(1), 29-41. doi:10.1002/ceat.201000270Mathias, A. L., & Rodrigues, A. E. (1995). Production of Vanillin by Oxidation of Pine Kraft Lignins with Oxygen. Holzforschung, 49(3), 273-278. doi:10.1515/hfsg.1995.49.3.273Villar, J. C., Caperos, A., & García-Ochoa, F. (2001). Oxidation of hardwood kraft-lignin to phenolic derivatives with oxygen as oxidant. Wood Science and Technology, 35(3), 245-255. doi:10.1007/s002260100089Calvo-Flores, F. G., & Dobado, J. A. (2010). Lignin as Renewable Raw Material. ChemSusChem, 3(11), 1227-1235. doi:10.1002/cssc.201000157’T Hart, B. A., Simons, J. M., Shoshan, K.-S., Bakker, N. P. M., & Labadie, R. P. (1990). Antiarthritic activity of the newly developed neutrophil oxidative burst antagonist apocynin. Free Radical Biology and Medicine, 9(2), 127-131. doi:10.1016/0891-5849(90)90115-yStefanska, J., Sarniak, A., Wlodarczyk, A., Sokolowska, M., Pniewska, E., Doniec, Z., … Pawliczak, R. (2012). Apocynin reduces reactive oxygen species concentrations in exhaled breath condensate in asthmatics. Experimental Lung Research, 38(2), 90-99. doi:10.3109/01902148.2011.649823Yancheva, D., Velcheva, E., Glavcheva, Z., Stamboliyska, B., & Smelcerovic, A. (2016). Insights in the radical scavenging mechanism of syringaldehyde and generation of its anion. Journal of Molecular Structure, 1108, 552-559. doi:10.1016/j.molstruc.2015.12.054Srinivasulu, C., Ramgopal, M., Ramanjaneyulu, G., Anuradha, C. M., & Suresh Kumar, C. (2018). Syringic acid (SA) ‒ A Review of Its Occurrence, Biosynthesis, Pharmacological and Industrial Importance. Biomedicine & Pharmacotherapy, 108, 547-557. doi:10.1016/j.biopha.2018.09.069Baker, C. J., Mock, N. M., Whitaker, B. D., Roberts, D. P., Rice, C. P., Deahl, K. L., & Aver’yanov, A. A. (2005). Involvement of acetosyringone in plant–pathogen recognition. Biochemical and Biophysical Research Communications, 328(1), 130-136. doi:10.1016/j.bbrc.2004.12.153Liu, C., Wu, S., Zhang, H., & Xiao, R. (2019). Catalytic oxidation of lignin to valuable biomass-based platform chemicals: A review. Fuel Processing Technology, 191, 181-201. doi:10.1016/j.fuproc.2019.04.007Levec, J., & Pintar, A. (2007). Catalytic wet-air oxidation processes: A review. Catalysis Today, 124(3-4), 172-184. doi:10.1016/j.cattod.2007.03.035Xiang, Q., & Lee, Y. Y. (2001). Production of Oxychemicals from Precipitated Hardwood Lignin. Applied Biochemistry and Biotechnology, 91-93(1-9), 71-80. doi:10.1385/abab:91-93:1-9:71Santos, S. G., Marques, A. P., Lima, D. L. D., Evtuguin, D. V., & Esteves, V. I. (2010). Kinetics of Eucalypt Lignosulfonate Oxidation to Aromatic Aldehydes by Oxygen in Alkaline Medium. Industrial & Engineering Chemistry Research, 50(1), 291-298. doi:10.1021/ie101402tWu, G., Heitz, M., & Chornet, E. (1994). Improved Alkaline Oxidation Process for the Production of Aldehydes (Vanillin and Syringaldehyde) from Steam-Explosion Hardwood Lignin. Industrial & Engineering Chemistry Research, 33(3), 718-723. doi:10.1021/ie00027a034Bhargava, S., Jani, H., Tardio, J., Akolekar, D., & Hoang, M. (2007). Catalytic Wet Oxidation of Ferulic Acid (A Model Lignin Compound) Using Heterogeneous Copper Catalysts. Industrial & Engineering Chemistry Research, 46(25), 8652-8656. doi:10.1021/ie070085dDeng, H., Lin, L., Sun, Y., Pang, C., Zhuang, J., Ouyang, P., … Liu, S. (2008). Activity and Stability of Perovskite-Type Oxide LaCoO3 Catalyst in Lignin Catalytic Wet Oxidation to Aromatic Aldehydes Process. Energy & Fuels, 23(1), 19-24. doi:10.1021/ef8005349Deng, H., Lin, L., Sun, Y., Pang, C., Zhuang, J., Ouyang, P., … Liu, S. (2008). Perovskite-type Oxide LaMnO3: An Efficient and Recyclable Heterogeneous Catalyst for the Wet Aerobic Oxidation of Lignin to Aromatic Aldehydes. Catalysis Letters, 126(1-2), 106-111. doi:10.1007/s10562-008-9588-0Ansaloni, S., Russo, N., & Pirone, R. (2017). Wet Air Oxidation of Industrial Lignin Case Study: Influence of the Dissolution Pretreatment and Perovskite-type Oxides. Waste and Biomass Valorization, 9(11), 2165-2179. doi:10.1007/s12649-017-9947-4Deng, H., Lin, L., & Liu, S. (2010). Catalysis of Cu-Doped Co-Based Perovskite-Type Oxide in Wet Oxidation of Lignin To Produce Aromatic Aldehydes. Energy & Fuels, 24(9), 4797-4802. doi:10.1021/ef100768eZhang, J., Deng, H., & Lin, L. (2009). Wet Aerobic Oxidation of Lignin into Aromatic Aldehydes Catalysed by a Perovskite-type Oxide: LaFe1-xCuxO3 (x=0, 0.1, 0.2). Molecules, 14(8), 2747-2757. doi:10.3390/molecules14082747Gao, P., Li, C., Wang, H., Wang, X., & Wang, A. (2013). Perovskite hollow nanospheres for the catalytic wet air oxidation of lignin. Chinese Journal of Catalysis, 34(10), 1811-1815. doi:10.1016/s1872-2067(12)60691-3Gale, M., Cai, C. M., & Gilliard‐Abdul‐Aziz, K. L. (2020). Heterogeneous Catalyst Design Principles for the Conversion of Lignin into High‐Value Commodity Fuels and Chemicals. ChemSusChem, 13(8), 1947-1966. doi:10.1002/cssc.202000002Pepper, J. M., Baylis, P. E. T., & Adler, E. (1959). THE ISOLATION AND PROPERTIES OF LIGNINS OBTAINED BY THE ACIDOLYSIS OF SPRUCE AND ASPEN WOODS IN DIOXANE–WATER MEDIUM. Canadian Journal of Chemistry, 37(8), 1241-1248. doi:10.1139/v59-183Yuan, T.-Q., Sun, S.-N., Xu, F., & Sun, R.-C. (2011). Characterization of Lignin Structures and Lignin–Carbohydrate Complex (LCC) Linkages by Quantitative 13C and 2D HSQC NMR Spectroscopy. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59(19), 10604-10614. doi:10.1021/jf2031549Bauer, S., Sorek, H., Mitchell, V. D., Ibáñez, A. B., & Wemmer, D. E. (2012). Characterization of Miscanthus giganteus Lignin Isolated by Ethanol Organosolv Process under Reflux Condition. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 60(33), 8203-8212. doi:10.1021/jf302409dWen, J.-L., Sun, S.-L., Xue, B.-L., & Sun, R.-C. (2013). Recent Advances in Characterization of Lignin Polymer by Solution-State Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Methodology. Materials, 6(1), 359-391. doi:10.3390/ma6010359Peterson, D. J., & Loening, N. M. (2007). QQ-HSQC: a quick, quantitative heteronuclear correlation experiment for NMR spectroscopy. Magnetic Resonance in Chemistry, 45(11), 937-941. doi:10.1002/mrc.2073Sette, M., Wechselberger, R., & Crestini, C. (2011). Elucidation of Lignin Structure by Quantitative 2D NMR. Chemistry - A European Journal, 17(34), 9529-9535. doi:10.1002/chem.201003045Tarabanko, V. E., Petukhov, D. V., & Selyutin, G. E. (2004). New Mechanism for the Catalytic Oxidation of Lignin to Vanillin. Kinetics and Catalysis, 45(4), 569-577. doi:10.1023/b:kica.0000038087.95130.a5Rinesch, T., Mottweiler, J., Puche, M., Concepción, P., Corma, A., & Bolm, C. (2017). Mechanistic Investigation of the Catalyzed Cleavage for the Lignin β-O-4 Linkage: Implications for Vanillin and Vanillic Acid Formation. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 5(11), 9818-9825. doi:10.1021/acssuschemeng.7b01725Sette, M., Lange, H., & Crestini, C. (2013). QUANTITATIVE HSQC ANALYSES OF LIGNIN: A PRACTICAL COMPARISON. Computational and Structural Biotechnology Journal, 6(7), e201303016. doi:10.5936/csbj.201303016Bujanovic, B., Ralph, S., Reiner, R., Hirth, K., & Atalla, R. (2010). Polyoxometalates in Oxidative Delignification of Chemical Pulps: Effect on Lignin. Materials, 3(3), 1888-1903. doi:10.3390/ma3031888Casimiro, F. M., Costa, C. A. E., Botelho, C. M., Barreiro, M. F., & Rodrigues, A. E. (2019). Kinetics of Oxidative Degradation of Lignin-Based Phenolic Compounds in Batch Reactor. Industrial & Engineering Chemistry Research, 58(36), 16442-16449. doi:10.1021/acs.iecr.9b02818Dabral, S., Hernández, J. G., Kamer, P. C. J., & Bolm, C. (2017). Organocatalytic Chemoselective Primary Alcohol Oxidation and Subsequent Cleavage of Lignin Model Compounds and Lignin. ChemSusChem, 10(13), 2707-2713. doi:10.1002/cssc.201700703Schutyser, W., Renders, T., Van den Bosch, S., Koelewijn, S.-F., Beckham, G. T., & Sels, B. F. (2018). Chemicals from lignin: an interplay of lignocellulose fractionation, depolymerisation, and upgrading. Chemical Society Reviews, 47(3), 852-908. doi:10.1039/c7cs00566kSubbotina, E., Velty, A., Samec, J. S. M., & Corma, A. (2020). Zeolite‐Assisted Lignin‐First Fractionation of Lignocellulose: Overcoming Lignin Recondensation through Shape‐Selective Catalysis. ChemSusChem, 13(17), 4528-4536. doi:10.1002/cssc.202000330Mattsson, C., Andersson, S.-I., Belkheiri, T., Åmand, L.-E., Olausson, L., Vamling, L., & Theliander, H. (2016). Using 2D NMR to characterize the structure of the low and high molecular weight fractions of bio-oil obtained from LignoBoost™ kraft lignin depolymerized in subcritical water. Biomass and Bioenergy, 95, 364-377. doi:10.1016/j.biombioe.2016.09.004Rinaldi, R., Jastrzebski, R., Clough, M. T., Ralph, J., Kennema, M., Bruijnincx, P. C. A., & Weckhuysen, B. M. (2016). Paving the Way for Lignin Valorisation: Recent Advances in Bioengineering, Biorefining and Catalysis. Angewandte Chemie International Edition, 55(29), 8164-8215. doi:10.1002/anie.201510351Rinaldi, R., Jastrzebski, R., Clough, M. T., Ralph, J., Kennema, M., Bruijnincx, P. C. A., & Weckhuysen, B. M. (2016). Wege zur Verwertung von Lignin: Fortschritte in der Biotechnik, der Bioraffination und der Katalyse. Angewandte Chemie, 128(29), 8296-8354. doi:10.1002/ange.201510351Tarabanko, V. E., Fomova, N. A., Kuznetsov, B. N., Ivanchenko, N. M., & Kudryashev, A. V. (1995). On the mechanism of vanillin formation in the catalytic oxidation of lignin with oxygen. Reaction Kinetics & Catalysis Letters, 55(1), 161-170. doi:10.1007/bf02075847Venica, A. D., Chen, C.-L., & Gratzl, J. S. (2008). Soda–AQ delignification of poplar wood. Part 1: Reaction mechanism and pulp properties. Holzforschung, 62(6). doi:10.1515/hf.2008.118Gaspa, S., Amura, I., Porcheddu, A., & De Luca, L. (2017). Anhydrides from aldehydes or alcohols via oxidative cross-coupling. New Journal of Chemistry, 41(3), 931-939. doi:10.1039/c6nj02625

TFG 2013/2014

Amb aquesta publicació, EINA, Centre universitari de Disseny i Art adscrit a la Universitat Autònoma de Barcelona, dóna a conèixer el recull dels Treballs de Fi de Grau presentats durant el curs 2013-2014. Voldríem que un recull com aquest donés una idea més precisa de la tasca que es realitza a EINA per tal de formar nous dissenyadors amb capacitat de respondre professionalment i intel·lectualment a les necessitats i exigències de la nostra societat. El treball formatiu s’orienta a oferir resultats que responguin tant a paràmetres de rigor acadèmic i capacitat d’anàlisi del context com a l’experimentació i la creació de nous llenguatges, tot fomentant el potencial innovador del disseny.Con esta publicación, EINA, Centro universitario de diseño y arte adscrito a la Universidad Autónoma de Barcelona, da a conocer la recopilación de los Trabajos de Fin de Grado presentados durante el curso 2013-2014. Querríamos que una recopilación como ésta diera una idea más precisa del trabajo que se realiza en EINA para formar nuevos diseñadores con capacidad de responder profesional e intelectualmente a las necesidades y exigencias de nuestra sociedad. El trabajo formativo se orienta a ofrecer resultados que respondan tanto a parámetros de rigor académico y capacidad de análisis, como a la experimentación y la creación de nuevos lenguajes, al tiempo que se fomenta el potencial innovador del diseño.With this publication, EINA, University School of Design and Art, affiliated to the Autonomous University of Barcelona, brings to the public eye the Final Degree Projects presented during the 2013-2014 academic year. Our hope is that this volume might offer a more precise idea of the task performed by EINA in training new designers, able to speak both professionally and intellectually to the needs and demands of our society. The educational task is oriented towards results that might respond to the parameters of academic rigour and the capacity for contextual analysis, as well as to considerations of experimentation and the creation of new languages, all the while reinforcing design’s innovative potential

Lingin depolymerization by supercritical water ultrafast reactions

La necesidad de desarrollar tecnologías sostenibles, junto con la creciente preocupación por la protección del medio ambiente y las preguntas sobre la disponibilidad futura de materias primas petroquímicas han estimulado la investigación y el desarrollo hacia nuevos materiales de recursos renovables respetuosos con el medio ambiente y sostenibles. En este contexto, la lignina, un polímero natural complejo obtenido como subproducto en grandes cantidades en las industrias papeleras y en las biorefinerías modernas, se presenta como un candidato prometedor para estos fines. El objetivo de esta tesis es valorizar la lignina obteniendo productos de alto valor a través de una tecnología ultrarrápida y ecológica que emplea agua supercrítica como solvente y tiempos de reacción de milisegundos. La investigación comenzó con el estudio del efecto de los parámetros que controlan la despolimerización de la lignina: temperatura y tiempo de reacción. Para este estudio, se eligió como materia prima la lignina Kraft como ejemplo de subproducto de la industria de la pulpa y el papel. A 386ºC y alrededor de 200 ms, se logró el mayor rendimiento en monómeros aromáticos. El segundo paso de esta investigación consistió en aumentar el rendimiento de despolimerización agregando NaOH al proceso de agua supercrítica. La reacción alcanzó un punto óptimo a 300 ms con un rendimiento del 60% en productos aromáticos como guaiacol, creosol, vanillina y acetovanilona. En la tercera parte de esta tesis, el proceso de despolimerización en agua alcalina supercrítica se extrapola a pulpa real y residuos de biorrefinería. Se comprobó que la tecnología propuesta es efectiva para tratar licores negros directamente industriales, obteniendo un rendimiento superior al 50% en peso en componentes aromáticos de bajo peso molecular. Finalmente, dado que esta tesis se centró en el desarrollo de un proceso continuo para su futura industrialización, en el cuarto capítulo, se simuló un proceso continuo aguas abajo para recuperar los productos de bajo peso molecular de la mezcla de reacción usando Aspen HYSYS V10. En este trabajo se desarrolló una estrategia económicamente y energéticamente viable.Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio AmbienteDoctorado en Ingeniería Química y Ambienta

Procédé ultra-rapide de dépolymérisation de lignine

The present invention refers to a process for depolymerizing lignin in times under the second and at elevated temperature and pressure. The process of the invention can be carried out as a continuous flow process and provides high yields of high-value oligomeric and monomeric phenolic compounds derived from lignin.La présente invention concerne un procédé de dépolymérisation de lignine dans des temps sous la seconde et à température et pression élevées. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre sous la forme d'un procédé à flux continu et fournit des rendements élevés de composés phénoliques oligomères et monomères à valeur élevée dérivés de la lignine