ES2289827T3 - Bio-aceites utilizados como preservativos. - Google Patents
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Abstract
Una composición que comprende: Ya sea (A) (i) un bio-aceite obtenido mediante un proceso que comprende la pirólisis rápida de un producto de madera, dicha pirólisis rápida comprende la reacción del producto de madera en un reactor a una temperatura del reactor que se sitúa entre 520 ºC y 1200 ºC en la presencia de un portador térmico particulado, en la cual el tiempo de residencia del producto de madera en el reactor está entre 0.35 y 0.7 segundos y la relación del portador térmico particulado y el producto de madera está entre 5: 1 y 500: 1, y en el cual el bio-aceite resultante comprende la lignina despolimerizada, alcoholes, ácidos orgánicos naturales y carbonilos y es un líquido a temperatura ambiente, y (ii) un preservativo de la madera que es la creosota o el pentaclorofenol, o (B) una composición de un bio-aceite obtenida por un proceso que comprende la pirólisis rápida de un producto de madera tratado con un preservativo de la madera, en la cual el preservativo de la madera es la creosota o el pentaclorofenol, dicha pirólisis rápida comprende la reacción del producto de madera tratado con un preservativo de la madera en un reactor a una temperatura del reactor de entre 520 ºC y 1200 ºC en la presencia de un portador térmico particulado, en donde el tiempo de residencia del producto de madera tratado con un preservativo de la madera en el reactor está entre 0.35 y 0.7 segundos y la relación del vector térmico particulado y el producto de madera tratado con el preservativo de la madera está entre 5:1 y 500:1 y en la cual la composición del bio-aceite resultante comprende la lignina despolimerizada, alcoholes, ácidos orgánicos naturales, carbonilos y el preservativo de la madera y es un líquido a temperatura ambiente.
Description
Bio-aceites utilizados como
preservativos.
La presente invención se refiere a la
preparación y al uso del bio-aceite como
preservativo. De forma más específica, esta invención está
orientada al uso del bio-aceite como un
preservativo de la madera, ya sea solo o en combinación con otros
preservativos.
Adicionalmente, esta invención se refiere a los
métodos para reciclar los preservativos de la madera a partir de
productos de madera que han sido tratados.
Se les exige a los preservativos de la madera
extender la vida útil de la madera más allá de lo que normalmente
sería asequible si ésta fuera dejada sin tratamiento y expuesta al
proceso natural de biodegradación. En el momento actual, los
preservativos de la madera son básicamente de dos clases: a base de
aceite y a base de agua. La mayoría de los preservativos a base de
aceite son la creosota y el pentaclorofenol (PCP); cobre, cromo,
arsenato (CCA) es el preservativo a base de agua más comúnmente
utilizado.
Existe un interés dentro de la industria de los
productos preservativos de la madera para encontrar medios de
tratamiento de los productos de madera que sean amigables con el
medio ambiente. Adicionalmente, hay una carencia general de
adecuadas alternativas de eliminación de la madera tratada que se ha
sacado de servicio. La solución más corriente es el relleno
sanitario con los desperdicios de madera. Sin embargo, la madera
ocupa volumen, tiene una baja densidad y no se compacta bien en los
rellenos sanitarios y existe un creciente deseo de encontrar una
solución al problema de los desperdicios de madera tratada y en
consecuencia incrementar el tiempo de vida útil del relleno
sanitario.
El procesamiento de materias primas carbonosas
para producir calor, productos químicos o combustibles puede ser
logrado por un número de procesos termoquímicos, uno de los cuales
es la pirólisis. La pirólisis se caracteriza por la descomposición
térmica de los materiales en ausencia relativa de oxígeno (i.e.,
significativamente menos oxígeno que el requerido para una completa
combustión). Normalmente, la pirólisis hace referencia a una
pirólisis convencional lenta cuyos productos de equilibrio incluyen
proporciones aproximadamente iguales de sólidos no reactivos
(residuos de carbón y ceniza), en segundo lugar líquidos, y gases no
condensables. Sin embargo, en las dos décadas pasadas la
investigación fundamental sobre pirólisis ha indicado de forma
inesperada que los altos rendimientos de líquidos y gases primarios
que no están en equilibrio (incluyendo valiosos productos químicos,
intermediarios químicos, petroquímicos y combustibles), pueden ser
obtenidos a partir de las materias primas carbonosas mediante la
pirólisis rápida a costa de productos indeseables de pirólisis
lenta. En otras palabras, la distribución de productos de
valoración baja de la pirólisis lenta tradicional puede ser evitada
por la metodología envuelta en los procesos de pirólisis
rápida.
rápida.
La pirólisis rápida es un término genérico que
abarca varios métodos que imparten rápidamente una alta temperatura
a las materias primas por un muy corto periodo de tiempo, para
reducir luego rápidamente la temperatura de los productos primarios
antes de que ocurra el equilibrio químico. Por esta metodología se
rompen las complejas estructuras de las materias primas carbonosas
en fragmentos químicamente reactivos los cuales son formados
inicialmente por reacciones de despolimerización y volatilización,
pero no perduran por un significativo periodo de tiempo. De esta
forma, se preservan los productos que no están en equilibrio, y
pueden obtenerse los valiosos productos químicos reactivos,
intermediarios químicos, líquidos orgánicos primarios ligeros,
etc.
La pirólisis rápida es un proceso intenso de
corta duración que puede ser llevado a cabo en una variedad de
sistemas de reactor. El aspecto común de estos reactores es la
capacidad para lograr un calentamiento de la materia prima
extremadamente rápido limitando la reacción a periodos de tiempo
relativamente cortos mediante un rápido enfriamiento que detiene
las reacciones químicas antes de que valiosos productos
intermediarios puedan degradarse en productos finales de bajo
valor no reactivos. Un sistema reactor para el proceso de
pirólisis rápida provee típicamente una muy rápida rata de
calentamiento de la materia prima, normalmente dentro del rango de
1000 grados a 1.000.000 de grados centígrados por segundo. La
elevación en la temperatura de reacción se controla y se halla
dentro del rango de 350º a 800ºC. El tiempo de reacción/residencia
está también controlado y es corto y se halla dentro del rango de
0.03 segundos a 2 segundos. La pirólisis rápida se caracteriza
también por un rápido apagado del producto en la cual los
productos son enfriados rápidamente por debajo de 350 grados
centígrados en un tiempo del orden de 0.5 segundos. Un ejemplo de
tal proceso se encuentra en US 5,792,340 que revela la conversión
de la madera y otros residuos de la biomasa a un producto líquido
no viscoso, llamado bio-aceite.
El procesamiento de la madera tratada con
preservativos vía pirólisis es posiblemente una opción para el
reciclado de los preservativos de madera a base de creosota o
pentaclorofenol. Por ejemplo, la US 5,378,323 revela la termólisis
del aceite o preservativos de madera a base de alquitrán a partir
del aserrín y virutas obtenidas de la capa externa de postes de
teléfono tratados. No se revela el uso de un reactor de pirólisis
rápida que involucra un vector térmico particulado inorgánico para
el reciclado de estos preservativos, como tampoco ningunas de las
propiedades del producto obtenido como resultado de este
proceso.
La presente invención está orientada al uso del
bio-aceite, obtenido de la pirólisis rápida de la
biomasa de la madera, como preservativo. Adicionalmente, el
bio-aceite también puede ser mezclado con
preservativos tradicionales a base de aceite y ser usado ya sea
como portador del preservativo, o como un ingrediente activo dentro
de estas novedosas composiciones.
Esta invención también concierne al reciclado de
la madera tratada con preservativos, utilizando la pirólisis rápida
para producir un bio-aceite con propiedades
adecuadas para su uso como un preservativo de madera. Los
resultados aquí presentes demuestran que el
bio-aceite obtenido a partir de la pirólisis rápida
de la madera tratada con creosota es igual o más efectivo que los
grados comerciales de creosota.
Adicionalmente se ha notado que el
bio-aceite contribuye a la resistencia de la madera
tratada con el bio-aceite y actúa no solo como
preservativo, sino también como agente de fortalecimiento de la
madera. El bio-aceite también forma una capa
protectora en el exterior de la madera tratada y actúa como una
barrera física contra la putrefacción.
La presente invención se refiere a la
preparación y al uso de un bio-aceite como
preservativo. Más específicamente, esta invención está orientada al
uso del bio-aceite como un preservativo de la
madera, ya sea solo o en combinación con otros preservativos.
Adicionalmente, esta invención se refiere a los métodos para el
reciclado de los preservativos de la madera a partir de productos
de madera tratada.
De aquí que en un primer aspecto, la invención
proporciona una composición que comprende:
(A) (i) un bio-aceite obtenido
por un proceso que comprende la pirólisis rápida de un producto de
madera, dicha pirólisis rápida comprende la reacción del producto
de madera en un reactor a una temperatura del reactor comprendida
entre 520ºC y 1200ºC en presencia de un portador térmico
particulado, en el cual el tiempo de residencia del producto de
madera en el reactor está entre 0.35 y 0.7 segundos y la relación
del portador térmico particulado y el producto de madera está entre
5:1 y 500: 1 y en el cual el bio-aceite resultante
comprende la lignina despolimerizada, alcoholes, ácidos orgánicos
naturales y carbonilos, y es un líquido a temperatura ambiente
y
(ii) un preservativo de la madera que es o la
creosota o el pentaclorofenol,
o
(B) una composición del
bio-aceite obtenida mediante un proceso que
comprende la pirólisis rápida de un producto de madera tratado con
un preservativo de la madera, en el cual el preservativo de madera
es la creosota o el pentaclorofenol; dicha pirólisis rápida
comprende la reacción de un producto de madera tratado con un
preservativo de la madera en un reactor a una temperatura de
reactor comprendida entre 520ºC y 1200ºC en presencia de un
portador térmico particulado, en donde el tiempo de residencia del
producto de madera tratado con un preservativo de la madera en el
reactor está entre 0.35 y 0.7 segundos y la relación del portador
térmico particulado y el producto de madera tratado con un
preservativo de la madera está entre 5:1 y 500:1, y en donde la
composición del bio-aceite resultante comprende la
lignina despolimerizada, alcoholes, ácidos orgánicos naturales,
carbonilos y el preservativo de la madera y es un líquido a
temperatura ambiente.
De esta forma, la composición de la invención,
comprende la lignina derivatizada, alcohol, ácidos orgánicos
naturales y carbonilos que son líquidos a temperatura ambiente. El
bio-aceite que contiene la composición de la
invención puede adicionalmente ser caracterizado por que comprende
el 2-metoxi 4-metilfenol y el ácido
3,4-dimetoxibenzoico.
Esta invención también abarca los usos de la
composición de la invención para el sellado y para el aumento de la
resistencia de un producto de madera. Además, los productos de
madera tratados con la composición de la invención son concebidos
para que encajen dentro del alcance de la presente invención.
Esta invención también proporciona, en un
aspecto adicional, un método para preparar una composición de un
preservativo que comprende:
(A) (i) procesamiento de un producto de madera
por pirólisis rápida para producir un bio-aceite, en
el cual la pirólisis rápida comprende la reacción de un producto de
madera en un reactor a una temperatura del reactor comprendida
entre 520ºC y 1200ºC en presencia de un portador térmico
particulado, en donde el tiempo de residencia del producto de
madera en el reactor está entre 0.35 y 0.7 segundos y la relación
del portador térmico particulado y el producto de madera está entre
5:1 y 200:1, de tal forma que el bio-aceite
resultante comprende la lignina despolimerizada, alcoholes, ácidos
orgánicos naturales y carbonilos y es un líquido a temperatura
ambiente;
ii) calentamiento de la composición del
bio-aceite;
iii) adición de un preservativo de la madera,
seleccionado entre la creosota y el pentaclorofenol, al
bio-aceite y
iv) enfriamiento de la composición resultante a
temperatura ambiente obteniendo así la composición del
preservativo,
o
B) i) procesamiento de un producto de madera
tratado con un preservativo de la madera por pirólisis rápida para
producir una composición de bio-aceite, el
preservativo de madera seleccionado entre la creosota y el
pentaclorofenol, en donde la pirólisis rápida comprende la reacción
del producto de madera tratado con el preservativo de la madera en
un reactor a una temperatura del reactor comprendida entre 520ºC y
1200ºC en presencia de un portador térmico particulado, en donde el
tiempo de residencia del reactor del producto de madera tratado con
el preservativo de la madera está entre 0.35 y 0.7 segundos y la
relación del portador térmico particulado y el producto de madera
está entre 5:1 y 200:1, de tal forma que la composición del
bio-aceite resultante comprende la lignina
despolimerizada, alcoholes, ácidos orgánicos naturales, carbonilos
y el preservativo de la madera y la composición del
bio-aceite es un líquido a temperatura ambiente
y
ii) la obtención de la composición del
preservativo.
Las composiciones novedosas de la presente
invención son efectivas en las aplicaciones de preservativos de la
madera y presentan varias propiedades deseables que incluyen un
aumento en las cualidades de preservación, un aumento en la
resistencia de la madera, la formación de una capa protectora en el
producto de madera y una agradable coloración de la misma. De esta
forma, la invención permite el reciclado de productos de madera
tratados y demuestra la aptitud de la
re-utilización del producto del
bio-aceite resultante en aplicaciones de
preservación.
Estas y otras características de la invención
llegarán a ser más evidentes a partir de la siguiente descripción,
que hace referencia a los dibujos anexos en los cuales:
La Figura 1 muestra un esquema de un sistema de
pirólisis rápida.
La Figura 2 muestra una gráfica del rendimiento
del producto del bio-aceite comparado con la
temperatura del reactor.
La Figura 3 muestra un perfil de elución de CG
de la creosota pura.
La Figura 4 muestra un perfil de elución de CG
de la creosota extraída a partir de madera tratada con creosota
(travesaños de vías ferroviarias).
La Figura 5 muestra un perfil de elución de CG
del bio-aceite obtenido a partir de la materia
prima de madera dura.
La Figura 6 muestra un perfil de elución de CG
del bio-aceite obtenido a partir de la materia prima
(travesaños de vías ferroviarias) tratada con creosota, procesado
por pirólisis rápida.
La Figura 7 muestra la pérdida de resistencia de
muestras tratadas o con bio-aceite obtenido a
partir de madera dura, o con creosota pura, analizadas mediante
pruebas de ensayo en tierra con el hongo de pudrición marrón.
La Figura 8, muestra la pérdida de resistencia
de muestras tratadas o con bio-aceite obtenido a
partir de madera dura, o con creosota pura, analizadas mediante
pruebas de ensayo en tierra con el hongo de pudrición blanco.
La Figura 9 muestra la pérdida de resistencia de
muestras tratadas o con bio-aceite obtenido a
partir de madera tratada con creosota (travesaños de vías
ferroviarias), o con creosota pura, analizadas mediante pruebas de
ensayo en tierra con el hongo de pudrición marrón.
La Figura 10 muestra la pérdida de resistencia
de muestras tratadas o con bio-aceite obtenido a
partir de madera tratada con creosota (travesaños de vías
ferroviarias) o con creosota pura, analizadas mediante pruebas de
ensayo en tierra con el hongo de pudrición blanco.
La Figura 11 muestra un esquema de una planta de
tratamiento de madera utilizando el bio-aceite de la
presente invención.
La presente invención se refiere al uso del
bio-aceite como preservativo. Más específicamente,
esta invención está orientada al uso del
bio-aceite como preservativo de la madera ya sea
solo o en combinación con otros preservativos. Adicionalmente, esta
invención se refiere a métodos para el reciclado de preservativos de
la madera a partir de productos de madera tratados.
Por "bio-aceite" se
entiende la fracción líquida obtenida siguiendo el proceso de
pirólisis rápida de la madera. El bio-aceite se
obtiene a partir del vapor que se produce junto con los residuos de
carbón que sigue a la pirólisis. Bajo la remoción de los residuos
de carbón el vapor producido se condensa y recolecta en uno o más
condensadores que están típicamente unidos en serie. El
bio-aceite concierne a la combinación de los
productos condensados obtenidos de todos los condensadores. Tanto
las maderas duras como las blandas y los residuos derivados de
cualquiera de estas maderas pueden ser utilizados como materia
prima para los propósitos de la invención tal como aquí se
describe. Adicionalmente, y como se describe posteriormente en mayor
detalle, los productos de madera ya tratados con preservativos y
residuos de productos de madera tratados asociados pueden ser
usados también como materia prima para la preparación del
bio-aceite.
Cuando se obtiene a partir de la madera,
residuos asociados, o madera tratada, el bio-aceite
consiste de componentes de madera despolimerizada que están
constituidos principalmente de carbón, hidrógeno y oxígeno. Los
niveles de sulfuro son extremadamente bajos, típicamente
despreciables. Los constituyentes orgánicos mayoritarios en el
bio-aceite son un derivado de la lignina líquida
(lignina "líquida" despolimerizada), alcoholes, ácidos
orgánicos naturales y carbonilos. El agua es también un componente
principal y es completamente miscible en el
bio-aceite. El bio-aceite es un
líquido orgánico oxigenado no viscoso, que es vertible y bombeable
a temperatura ambiente.
El bio-aceite se caracteriza por
los siguientes ingredientes:
\bullet un contenido de agua desde
aproximadamente 15 a aproximadamente 30%, típicamente entre
aproximadamente 22-24%,
\bullet lignina pirolítica desde
aproximadamente 20 a aproximadamente 30%,
\bullet desde aproximadamente 10 a
aproximadamente 20% de ácidos carboxílicos (en su mayoría acético,
fórmico, propiónico y glicólico, con ácido butírico, pentanoico y
hexanoico presentes en pequeñas cantidades),
\bullet aldehídos desde aproximadamente 14 a
aproximadamente 25% (principalmente glicoaldehido, glioxal,
hidroxipropanol, metilglioxal y en una menor cantidad formaldehído,
acetaldehído 2-furaldehido y siringaldehido),
\bullet desde aproximadamente 5 a
aproximadamente 15% de azúcares (levoglucosano, fructosa, celobiosa
y glucosa, junto con otros a menores concentraciones que incluyen
varios oligosacáridos, andidroglucofuranosa),
\bullet cetonas desde aproximadamente 4 a
aproximadamente 10% (principalmente hidroxipropano, hidroxipropano,
ciclopentanona, ciclopenteno, furanona, hidroximetilpirona y otras
a menores concentraciones que incluyen la butirolactona,
acetiloxiprapanona),
\bullet alcoholes desde aproximadamente 2 a
aproximadamente 10% (acetol, metanol, etilenglicol),
\bullet desde aproximadamente 2 a
aproximadamente 8% de contenido de sólidos,
\bullet una viscosidad desde aproximadamente
30 a aproximadamente 80 cSt (@50ºC),
\bullet una densidad de > 1.1 t/m^{3}
(@15ºC),
\bullet un peso específico desde
aproximadamente 1.15 a aproximadamente 1.25, normalmente
aproximadamente 1.2.
El bio-aceite de la presente
invención es diferente de los productos obtenidos de los procesos de
conversión de la madera tal como la pirólisis lenta que resulta en
20-30% de rendimiento, y un producto denso
"alquitranado" polimerizado.
El bio-aceite de la presente
invención se prepara mediante el empleo de un reactor de pirólisis
rápida y tales sistemas de pirólisis son conocidos dentro del arte,
por ejemplo US 5,792,340 o WO 91/11499. La pirólisis rápida de la
madera, residuos asociados, o madera tratada, deriva en la
preparación de productos en forma de vapor y residuos de carbón.
Después de la remoción de los componentes de residuos de carbón de
la corriente del producto, los vapores del producto se condensan
para obtener de la pirólisis un producto de
bio-aceite. Con referencia a la figura 1,
brevemente, el sistema incluye un sistema de alimentación (10), un
reactor (20), un sistema de recalentamiento del portador térmico
inorgánico particulado (30) y para los propósitos de la invención
aquí descritos, condensadores primarios (40) y secundarios (50), a
través de los cuales los vapores producidos durante la pirólisis se
enfrían y recolectan empleando un medio condensador adecuado (80).
Sin embargo, debe ser entendido que pueden ser usados en la
preparación del bio-aceite de la invención sistemas
análogos de pirólisis rápida, que comprenden diferencias en los
procesos del reactor, o que utilizan un portador térmico
alternativo, o diferentes números o tamaño de condensadores, o
diferentes medios de condensación.
Preferiblemente y tal como aquí se describe el
bio-aceite incluye propiedades químicas que son
adecuadas para su empleo como preservativo de la madera.
Adicionalmente, se prefiere que el reactor sea capaz de producir
altos rendimientos de bio-aceite, por ejemplo desde
aproximadamente 60 a aproximadamente 80% de la materia prima. Sin
desear limitar de ninguna manera el alcance de la invención un
ejemplo de las condiciones apropiadas para un tratamiento
pirolítico de la materia prima y la producción del
bio-aceite se describe en US 5,792.340 y utiliza un
portador térmico particulado inorgánico, tal como la arena. Este
proceso comprende una temperatura del reactor desde aproximadamente
520ºC a aproximadamente 1200ºC; relaciones de carga del portador
térmico particulado y la materia prima desde aproximadamente 5:1 a
aproximadamente 200:1 y tiempos de residencia desde aproximadamente
0.35 a aproximadamente 0.7 segundos. Con este sistema los tiempos
de residencia pueden ser cuidadosamente regulados con el fin de
optimizar el procesamiento de la materia prima y el rendimiento del
bio-aceite. Sin embargo, debe ser entendido que
aunque se prefiere este sistema de pirólisis rápida, pueden ser
usados otros sistemas de pirólisis que sean capaces de producir un
bio-aceite con características que sean apropiadas
para su uso como preservativo de la madera, como aquí se
describe.
Como será descrito más adelante de forma más
detallada, inicialmente las pruebas de penetración de la madera
realizadas al utilizar un bio-aceite obtenido usando
la pirólisis rápida indican que el bio-aceite es
efectivo como un preservativo natural de la madera. El análisis
químico de un bio-aceite típico revela la presencia
de varios productos químicos que inhiben el crecimiento de los
hongos. Estos productos químicos incluyen, pero no se limitan a,
compuestos fenólicos derivados de la lignina y sus derivados.
Adicionalmente, el bio-aceite contiene componentes
que se polimerizan bajo exposición al aire formando una capa
sólida. Por lo tanto, siguiendo al tratamiento de la madera, el
bio-aceite forma una capa continua que sella la
superficie de la madera, compenetrándose en el preservativo para
prevenir percolados y también para inhibir la penetración de agua.
Esta propiedad puede ser deseable, por ejemplo, cuando se utiliza el
bio-aceite solo o cuando se emplea junto con otros
conocidos preservativos de la madera hasta llegar a acabarse cuando
se aplican a superficies de madera, pero no se limitan a
preservativos de pentaclorofenol (penta). Por lo tanto, para tratar
un producto de madera pueden ser deseables las formulaciones que
comprenden el bio-aceite y otro preservativo.
Los productos de madera tratados con
bio-aceite o preservativos formulados de
bio-aceite tienen un color agradable, que
dependiendo de la aplicación pueden ser oscurecidos si así se
desea.
Se ha observado también que la resistencia
mecánica y la resistencia a la comprensión de la madera tratada con
bio-aceite incrementa al aumentar la concentración
del bio-aceite aplicado. Aunque no se limita, esta
característica puede ser deseada en aplicaciones como, hidro poles,
travesaños de las vías ferroviarias, fundiciones para edificios en
madera, materiales paisajísticos o similares, en donde se desea
una resistencia superior, lo que puede conducir a una mayor
ventaja por ejemplo en el tiempo de vida del producto de madera.
Sin embargo, debe ser entendido que una variedad de productos de
madera puede ser tratada con el bio-aceite de esta
invención. Si se requiere una mejor o equivalente protección que la
ofrecida por la creosota pura o el pentaclorofenol pueden ser
usadas composiciones de bio-aceite que comprenden la
creosota o el pentaclorofenol. Se considera también dentro del
alcance de la presente invención que otros productos de madera, que
requieran menos cualidades de preservación (que las asociadas con
la creosota o el pentaclorofenol) puedan ser tratados usando el
bio-aceite producido a partir de maderas duras
vírgenes. Tales aplicaciones pueden incluir usos externos en
tablones de madera para uso exterior, ornamentaciones, enchapes, u
otros materias para paneles, apartaderos de ferrocarriles, etc.
La adición del bio-aceite a
preservativos conocidos puede también ser deseable para complementar
las propiedades del preservativo deseado. De esta forma, el
bio-aceite puede ser usado también como portador
para un preservativo ya sea de naturaleza aceitosa o preservativos
de naturaleza acuosa. Se prefiere que los preservativos sean
miscibles con el bio-aceite y de esta forma el
bio-aceite puede actuar como un reemplazo del aceite
combustible o solventes acuosos usados ahora en la industria. Sin
embargo, está también dentro del alcance de la presente invención
que el bio-aceite pueda actuar como un ingrediente
activo dentro de estas formulaciones de preservativos y
complementar la actividad de los mismos. Por ejemplo, puede ser
deseada la adición del bio-aceite a preservativos
de pentaclorofenol ya que el bio-aceite exhibe una
actividad superior frente al hongo de pudrición blanco
complementando así la falta de esta actividad en los preservativos
de pentaclorofenol. Está también dentro del alcance de la presente
invención que también puedan ser usadas las formulaciones del
preservativo que comprenden el bio-aceite y la
creosota ya que las formulaciones que comprenden estos dos
componentes presentan mejores propiedades preservativas contra los
hongos de pudrición blanco y marrón que el
bio-aceite o la creosota por separado. Debe ser
entendido que también pueden ser efectivas otras combinaciones
bio-aceite / preservativo como preservativos de la
madera, siempre que el bio-aceite sea miscible ya
sea con el preservativo deseado, formando una emulsión con el
preservativo, o que el bio-aceite esté de lo
contrario presente dentro de la formulación como para que exhiba la
propiedad deseada en la
formulación.
formulación.
Una propiedad deseada semejante puede incluir,
pero no se limita a, aumentar la calidad de preservación de la
madera tratada, incrementando la resistencia de la madera tratada,
sellando la madera tratada, o modificando la coloración de la
madera tratada.
Esta invención también está orientada al
procesamiento y reciclado de la madera tratada con creosota usando
pirólisis rápida. El bio-aceite producido a partir
de esta materia prima se demuestra que comprende compuestos
característicos presentes en la creosota y el
bio-aceite (ver figuras 3 a 6), y da origen a una
novedosa formulación de bio-aceite que es muy
efectiva como preservativo de la madera. Adicionalmente estas
novedosas formulaciones incluyen propiedades adicionales como se ha
discutido anteriormente incluyendo un aumento en la resistencia,
sellado, etc, que pueden ser benéficas para el tratamiento del
producto de madera. La materia prima que comprende la madera
pre-tratada puede incluir todo el producto de
madera tratado completamente que es trozado para que pueda ser
alimentado al reactor. Sin embargo, productos de madera procesada
también pueden ser usados como materia prima por ejemplo los que
comprenden la capa externa de postes hidropolos, como se revela en
US 5,378,823 tal como aquí se
describe.
describe.
\newpage
Determinaciones realizadas con pirólisis rápida
han producido un rendimiento de líquido de
bio-aceite/creosota de aproximadamente 75% usando
materias primas de madera tratada. A partir de los análisis de
cromatografía de gases, es evidente que los compuestos de la
creosota pasan a través del proceso de pirólisis en su mayor parte
sin reaccionar y las pruebas de ensayo en tierra que estudian la
eficacia del preservativo indican que no solamente la actividad del
preservativo no se ve disminuida siguiendo este tratamiento, sino
que la presencia del bio-aceite en la creosota
aumenta la eficacia de la creosota contra los hongos de pudrición
blanco y marrón.
El bio-aceite de la presente
invención puede ser caracterizado por su perfil de elución general
siguiendo los análisis de CG, como los de la figura 5, o en la
Tabla 1, para el bio-aceite preparado de madera, o
la figura 6, o la Tabla 3 para el bio-aceite
preparado de la madera tratada con creosota. Sin embargo, estas
figuras y tablas deben que ser consideradas como ejemplo de varias
preparaciones deseadas de bio-aceites y debe
entenderse que estos perfiles de elución y composiciones químicas no
se consideran de ninguna manera limitantes. De los análisis de las
diferentes composiciones de bio-aceites aquí
reveladas, es evidente que otros componentes del
bio-aceite pueden estar presentes en el
bio-aceite que depende de la materia prima empleada
para la pirólisis rápida. Por lo tanto, esta invención comprende un
bio-aceite producido por pirólisis rápida, siempre
que el bio-aceite presente las características
asociadas con los preservativos de la madera.
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Esta invención está también orientada a una
planta para el tratamiento a presión de la madera usando un
bio-aceite, o formulaciones de preservativos de
bio-aceite, tal como la que indica la figura 11. La
planta está diseñada para el manejo de productos de madera típicos
tales como, pero no limitados a, uniones de postes, tablones de
madera y similares. La retorta puede ser calentada a las
temperaturas deseadas y presiones que sean consistentes con las
normas industriales, o lo que se precise para el producto específico
deseado. Las soluciones de tratamiento son recicladas desde los
tanques de almacenamiento a los baños de tratamiento o retortas. A
medida que se utiliza el preservativo los tanques se llenan con
preservativo fresco. Datos preliminares indican que la creosota que
contiene los bio-aceites puede ser efectivamente
reciclada y reabastecida de esta forma.
La presente invención será ilustrada más
adelante con los ejemplos que siguen. Sin embargo, debe ser
entendido que estos ejemplos se dan únicamente para fines
ilustrativos, y de ninguna forma se utilizan para limitar el
alcance de la presente invención.
Se obtuvieron localmente travesaños de vías
ferroviarias recuperados. Se utilizó un triturador de madera para
reducir los travesaños a una fracción capaz de ser alimentada en un
reactor de pirólisis rápida tal como se describe en US 5,792,340.
Toda la madera que salía del molino presentaba un tamaño
granulométrico de aproximadamente 6 mm. Las propiedades físicas de
la madera tratada con creosota se presentan en la Tabla 4.
Las condiciones para el tratamiento por
pirólisis de la materia prima son las que se describen en US
5,792,340, y comprenden brevemente una temperatura del reactor
entre aproximadamente 520ºC y aproximadamente 1200ºC. Relaciones de
carga del portador térmico particulado y la materia prima entre
aproximadamente 5:1 y aproximadamente 200:1 y tiempos de residencia
entre aproximadamente 0.35 y aproximadamente 0.7 segundos. Estas
condiciones se describen más adelante en más detalle.
La muestra R152 fue secada al horno. Se detectó
que algunos componentes volátiles pueden perderse durante el secado
al horno y muestras subsecuentes se secaron únicamente al aire, de
aquí el mayor contenido de humedad. El contenido de cenizas es más
alto que lo normal para la mayor parte de las maderas (0.3 a 0.6% en
peso). Los travesaños de madera de las vías ferroviarias usualmente
recogen polvo y arena durante su vida útil. El movimiento de
acción de bombeo de un tren que viaja sobre una unión puede forzar
las partículas y producir resquebrajaduras o hacer que los granos
de arena se incrusten directamente en la madera. La creosota
aplicada en los nuevos travesaños puede estar pegajosa y
contribuir a recoger material inorgánico en el momento de su
colocación. A medida que la creosota se seca y se endurece durante
el uso, el material inorgánico llega a unirse al travesaño lo que
incrementa el contenido total de cenizas. Se cuantificó el contenido
de creosota de la materia prima a 16% en peso. Los nuevas uniones
tienen aproximadamente el mismo contenido y confirma el concepto
de que una vez que la creosota se impregna dentro de la madera,
tiende a permanecer allí y no se biodegrada durante el tiempo de
vida útil de la madera tratada.
Las muestras de creosota para la cromatografía
de gases se prepararon a partir de la materia prima en travesaños
por extracción con tolueno en un aparato Soxhlet. La separación de
la creosota a partir del bio-aceite se logró
mediante un lavado con acetona, una separación en un embudo de
decantación y en un equipo de roto-evaporación.
Se realizaron seis determinaciones de pirólisis
rápida sobre la madera tratada con creosota. Cinco de ellas (R152,
R155-R158) se realizaron para determinar los
parámetros de operación del sistema, rendimiento y líquidos para el
análisis. El sexto análisis (R162) se hizo para obtener un líquido
de bio-aceite/creosota para la prueba de ensayo
en tierra. Los balances de masa para las cinco primeras
determinaciones se presentan en la Tabla 5.
La figura 2 muestra una gráfica del rendimiento
del producto versus la temperatura del reactor. Existe una aguda
inflexión en la curva de rendimiento del líquido entre 1000ºF y
1047ºF. Por encima de 1000ºF el rendimiento del líquido disminuye
rápidamente y hay un incremento correspondiente en el rendimiento de
gas. Un rendimiento máximo de líquido no se obtuvo sobre las
temperaturas del reactor empleadas en este conjunto de
determinaciones. Normalmente el rendimiento del líquido para la
madera está en un máximo de entre 915ºF y 959ºF. El análisis R156
a una temperatura del reactor de 865ºF presentó un rendimiento de
líquido de 76.2%. El máximo rendimiento de líquido se obtuvo entre
aproximadamente 800ºF y aproximadamente 900ºF. El rendimiento
global de residuos de carbón permaneció constante entre 8.7% y 10%.
No parece haber una dependencia del rendimiento de residuos de
carbón sobre la temperatura del reactor.
Con base en los datos presentados en la Tabla 5,
fue llevado a cabo una determinación posterior (R162) a 1000ºF fue
llevado a cabo y el líquido resultante fue sometido a la prueba de
ensayo en tierra (ver ejemplo 3).
Muestras de: creosota comercial, creosota
extraída de los travesaños de las vías ferroviarias;
bio-aceite de madera dura y creosota extraída del
bio-aceite obtenido a partir de los travesaños de
las vías ferroviarias, se caracterizaron por cromatografía de gases
con el fin de comparar la creosota de las diferentes fuentes con la
del bio-aceite estándar. Los cromatogramas para
las cuatro muestras se muestran en las figuras 3 a 6.
Una comparación de las figuras 3 y 4 indican que
existe una pequeña diferencia entre una creosota comercial nueva y
la creosota envejecida extraída de los travesaños de las vías
ferroviarias. Con la excepción del pico entre 1815 y 1820 los
picos de la muestra extraída son de una más baja intensidad lo que
sugiere que algunos de estos compuestos pueden haberse degradado
con el tiempo. En general el término creosota puede ser
caracterizado por siete picos espectrales, 742, 963, 1341, 1385,
1498, 1820 y 2287.
Los espectros de cromatográficos para la muestra
de control del bio-aceite se muestra en la figura 5.
La complejidad del bio-aceite es evidente en la
figura 5. La creosota no tiene compuestos con espectros inferiores a
742 mientras que el bio-aceite tiene un pico
intenso a 515 (2-metoxifenol). De los siete picos
que caracterizan la creosota, el bio-aceite
comparte únicamente 2: 742
(2-metoxi-4 metilfenol) y 1387
(ácido 3,4-dimetoxibenzoico).
La creosota presente en el
bio-aceite es esencialmente una combinación de los
espectros del bio-aceite y los espectros de la
creosota (figura 6). Esto indica una clara evidencia de que la
creosota se recubre durante la pirólisis. Adicionalmente los
resultados sugieren que las técnicas de separación empleadas, que
involucran la extracción de la acetona, filtración y
roto-evaporación no remueven todo el
bio-aceite de la creosota. Por lo tanto se estudió
el efecto del bio-aceite dentro de la creosota para
determinar si el bio-aceite puede actuar como
preservativo de la madera y si el bio-aceite tiene
un efecto positivo, neutral o negativo sobre la eficacia de la
creosota recubierta como preservativo de la madera.
La madera dura (que no contiene creosota) se
procesó en un sistema de pirólisis rápida bajo las condiciones
reveladas en US 5,792,340. El bio-aceite recubierto
(R151) se analizó usando la prueba de ensayo en tierra (ver abajo)
para establecer el valor de umbral tóxico para el
bio-aceite contra un hongo de descomposición
marrón, Gloeophyllum trabeum (G. trabeum) y un hongo
de descomposición blanco, Trametes versicolor (T.
versicolor). Los resultados se compararon contra los obtenidos
usando la creosota. También se analizaron varias muestras que
contenían la creosota sola y el bio-aceite solo
(como en el ejemplo 1). Se utilizó un rango de concentraciones de
muestras para este análisis, desde 5 a 50% de
bio-aceite, o desde 5 a 25% de creosota, siendo el
remanente metanol o cloruro de metileno. El metanol o cloruro de
metileno (100%) se usaron como controles.
La prueba de ensayo en tierra es una técnica
estándar (AWPA E- 10-91) para evaluar la eficacia de
un preservativo de la madera contra los hongos de descomposición
blanco y marrón. Esta técnica utiliza la pérdida de masa de un
bloque de suelo como medida de la descomposición. La duración de la
prueba toma un mínimo de 15 semanas. Nicholas y Jin (1996)
desarrollaron un método AWPA modificado que utilizaba la resistencia
a la compresión de bloques de madera reduciendo así el tiempo de
incubación de 15 semanas a 6 semanas.
El pino amarillo sureño y la madera de albura
del álamo temblón se cortaron en bloques que medían 19 mm x 19 mm x
5 mm. Posteriormente los bloques fueron numerados y separados en
pares numerados secuencialmente. Uno de los pares servía como
espécimen de control mientras que el otro fue tratado y sometido a
la prueba de descomposición. Los bloques de álamo temblón se
utilizaron en la prueba de pudrición con el hongo blanco mientras
que el pino amarillo sureño se usó para la prueba de pudrición con
el hongo marrón.
La mitad de los bloques se colocaron en un
recipiente a un vacío de entre 28 a 30 pulgadas de mercurio. El
preservativo fue introducido posteriormente en el recipiente y se
removió el vacío. La retención del preservativo se estableció por
el peso de las muestras antes y después de la introducción del
preservativo. La retención deseada se controló diluyendo el
preservativo con metanol o cloruro de metileno. Los resultados de la
prueba se reportaron como la pérdida (ganancia) en la resistencia a
la compresión en función de la retención.
Se usaron bloques de álamo temblón con el hongo
de pudrición blanco y el pino amarillo sureño para las pruebas de
descomposición con el hongo de pudrición marrón. Fue probada la
resistencia de las muestras después de 6 semanas y se midió la
pérdida de la resistencia contra el bloque de control. La retención
se varió para ambos preservativos para determinar el umbral de
toxicidad del hongo.
\newpage
El bio-aceite presenta una
actividad fungicida contra los dos hongos probados. Sin embargo, es
considerablemente más efectivo contra el hongo de pudrición blanco
T. versicolor que contra el hongo de pudrición marrón,
G. trabeum (ver tabla 6 y figura 7).
La figura 7 es una gráfica de pérdida de la
resistencia versus retención del preservativo para la creosota
(estándar) y el bio-aceite (R151) cuando son
expuestos al hongo de pudrición marrón. El umbral de toxicidad para
la creosota es 9 libras por pie cúbico (PCF) y aproximadamente 15
PCF para el bio-aceite. Las curvas representan la
pérdida media de resistencia sobre ocho (8) muestras por cada
retención. El % de compresión y pérdida por estrés para las
muestras de control del hongo de pudrición marrón fue de 37.3 y 63.2
para los bloques de aglomerado tratados con cloruro de metileno y
metanol respectivamente. Los valores de control para el hongo de
pudrición blanca fueron de 79.4 y 66.4 para el cloruro de metileno y
metanol respectivamente.
La creosota a una retención de 2.8 PCF es un
preservativo más potente que el bio-aceite a una
retención de 3.5 PCF. La creosota a 9 PCF protege completamente la
madera contra la putrefacción producida por el hongo marrón. A 20
PCF el bio-aceite proporciona alguna protección
contra la putrefacción del hongo marrón.
El bio-aceite es más efectivo
contra la putrefacción producida por el hongo blanco. El
bio-aceite ofrece una protección casi total contra
la putrefacción en retenciones por encima de 13 PCF (ver figura 8).
La creosota proporciona el mismo nivel de protección a una
retención de 2.4 PCF.
El bio-aceite presenta una
suficiente actividad contra estos dos hongos. Es también posible que
las formulaciones que comprenden preservativos tradicionales, por
ejemplo, penta o creosota y bio-aceite puedan
aumentar la actividad de estos preservativos. Las formulaciones que
comprenden el bio-aceite y el penta son deseables
del mismo modo que el componente del bio-aceite
complementa y mejora la actividad del penta contra los hongos de
pudrición blancos.
Hay también un mejoramiento físico en la madera
tratada con bio-aceite. Sin desear estar atado a la
teoría, el mejoramiento físico en la madera tratada con el
bio-aceite puede surgir del
bio-aceite que se solidifica sobre la superficie de
la madera y esto puede actuar como una barrera física a la
putrefacción que causan los hongos. Esta característica puede
también ser benéfica en formulaciones que comprenden preservativos
tradicionales y bio-aceite, en que las ratas de
agotamiento de estos preservativos, por ejemplo, preservativos
basados en penta, se reducen en la presencia del
bio-aceite.
Como se indica en el ejemplo 1, la creosota pasa
a través del proceso de pirólisis relativamente sin ser afectada.
Por lo tanto, se probaron muestras del bio-aceite
obtenido como se describe en el Ejemplo 1 (R 162) usando la prueba
de ensayo de tierra (ver ejemplo 2).
La efectividad del bio-aceite
derivado de la pirólisis de los travesaños de las vías ferroviarias
fue similar a la de la creosota de grado comercial. La tabla 7
muestra los umbrales de toxicidad para los hongos de pudrición
marrón y blanco cuando la madera se trata con el
bio-aceite y la creosota. Los resultados de la
prueba muestran que el bio-aceite y la creosota
tienen esencialmente el mismo umbral de toxicidad cuando se prueban
con los dos hongos. El bio-aceite parece ser más
efectivo contra el hongo de pudrición blanco.
Las figuras 9 y 10 muestran la disminución en la
pérdida de la resistencia para los hongos de pudrición marrón y
blanco respectivamente. En ambos casos el
bio-aceite mostró ligeramente un mejor desempeño
como preservativo que la creosota.
El bio-aceite también parece
mejorar la resistencia de la madera tratada y como resultado puede
presentar una ventaja adicional sobre los preservativos
tradicionales. Las pruebas con concentraciones de
bio-aceite superiores a 50% incrementaron
significativamente la resistencia a la compresión de la madera. La
resistencia final a la compresión excedía la capacidad de carga de
la celda y no fue medida. Estas observaciones indican que existe
una tendencia en el incremento de la resistencia de la madera al
aumentar la retención del bio-aceite.
Adicionalmente, aglomerados tratados con el
bio-aceite y procesados empleando la prueba de
ensayo en tierra sometidos al análisis de la resistencia a la
compresión (como normalmente se haría para los análisis de ensayo
de tierra) ya sea directamente, o con autoclave demuestran además
que el bio-aceite incrementa la resistencia de la
madera tratada con bio-aceite (Tabla 8). El calor
durante el autoclave no tiene ningún efecto sobre la resistencia de
las muestras de madera.
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Este último hallazgo es significativo ya que
prácticas corrientes en el manejo forestal tienden a un crecimiento
acelerado de nuevos árboles lo que deriva en anillos de crecimiento
que están más completamente separados. Sin desear estar sujeto a la
teoría, se ha creído que este tipo de madera tiene propiedades de
resistencia inferiores a la madera obtenida a partir de bosques de
crecimiento antiguos. Una mejora en la resistencia de la madera
mediante el uso de un preservativo del bio-aceite
resultaría en una ventaja fundamental sobre los preservativos
tradicionales. Por ejemplo, los postes de comunicaciones derivan la
mayor parte de su resistencia de la parte externa del poste. Una
pequeña mejora en la resistencia de la parte externa puede resultar
en un aumento significativo en la capacidad de carga global del
poste. Las mejoras en la resistencia pueden también reducir los
plate crushing sobre los travesaños bajos de las vías ferroviarias
y minimizar fallas prematuras de los mismos.
Varios preservativos tradicionales se mezclan
con otros solventes como portadores. Por ejemplo, los preservativos
basados en penta se combinan con un co-solvente tal
como los residuos de la cetona. Como se indica en el ejemplo 2, el
efecto fungicida del bio-aceite que es efectivo
contra el hongo de pudrición blanco, puede complementar la
actividad fungicida del penta que es débil en este aspecto. Por lo
tanto, se estudió la adición del bio-aceite a los
preservativos basados en penta.
Se adicionaron al bio-aceite
concentraciones diferentes de penta o creosota, se calentó hasta
disolución, seguido por enfriamiento a temperatura ambiente. Se
probaron las formulaciones resultantes para estudiar su eficacia
empleando la prueba de ensayo en tierra.
Resultados iniciales indican que el umbral
tóxico para las formulaciones de bio-aceite/penta es
más bajo que para el penta o el bio-aceite por
separado para los dos hongos de pudrición blanco y marrón.
Como se ilustra en el ejemplo 3, el
bio-aceite de la madera tratada con creosota es un
efectivo preservativo de la madera y puede ser aplicado fácilmente
sobre esta. Puesto que el bio-aceite es un fluido de
baja viscosidad a temperatura ambiente, se estudió la absorción
del preservativo de bio-aceite por la madera.
Pequeños bloques de madera se sometieron al
vacío y el preservativo del bio-aceite fue
fácilmente captado por los poros de la madera bajo la liberación
del vacío. También se estudió la impregnación de la madera por el
bio-aceite en procesos normales de presión.
Utilizando un tratamiento a célula llena, se estudiaron varias
temperaturas del bio-aceite, tiempos de prensado (30
minutos, 1 hora y 4 horas) y presiones (150 psig y 200 psig)
utilizando madera de albura del pino amarillo sureño secado al
horno que fueron selladas en el extremo. La retención de la
solución se determinó por ganancia de peso e inspección visual de
penetración de las muestras cortadas.
Los resultados iniciales indican que el
bio-aceite es absorbido por la madera cuando se
mantiene en un ambiente de presión positiva sobre un rango de
temperatura, incluyendo la temperatura ambiente. La penetración y
retención del preservativo por la madera puede ser lograda a una
presión y temperatura relativamente bajas, sin embargo, también
pueden ser usadas presiones y temperaturas elevadas cuando se
requiera.
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Esta lista de referencias citadas por el
aplicante está dada únicamente para conveniencia del lector y no
forma parte del documento de patente Europeo. Aunque se ha tenido un
gran cuidado en recopilar las referencias, no pueden ser excluidos
errores u omisiones y la EPO desconoce cualquier responsabilidad en
este sentido.
\bullet US 5792340 A [0006] [0023] [0024]
[0034] [0035]
\bullet US 5378323 A [0007] [0029]
\bullet WO 9111499 A [0023]
Claims (18)
1. Una composición que comprende:
Ya sea (A) (i) un bio-aceite
obtenido mediante un proceso que comprende la pirólisis rápida de un
producto de madera, dicha pirólisis rápida comprende la reacción
del producto de madera en un reactor a una temperatura del reactor
que se sitúa entre 520ºC y 1200ºC en la presencia de un portador
térmico particulado, en la cual el tiempo de residencia del
producto de madera en el reactor está entre 0.35 y 0.7 segundos y la
relación del portador térmico particulado y el producto de madera
está entre 5: 1 y 500: 1, y en el cual el
bio-aceite resultante comprende la lignina
despolimerizada, alcoholes, ácidos orgánicos naturales y carbonilos
y es un líquido a temperatura ambiente, y (ii) un preservativo de
la madera que es la creosota o el pentaclorofenol, o (B) una
composición de un bio-aceite obtenida por un proceso
que comprende la pirólisis rápida de un producto de madera tratado
con un preservativo de la madera, en la cual el preservativo de la
madera es la creosota o el pentaclorofenol, dicha pirólisis rápida
comprende la reacción del producto de madera tratado con un
preservativo de la madera en un reactor a una temperatura del
reactor de entre 520ºC y 1200ºC en la presencia de un portador
térmico particulado, en donde el tiempo de residencia del producto
de madera tratado con un preservativo de la madera en el reactor
está entre 0.35 y 0.7 segundos y la relación del vector térmico
particulado y el producto de madera tratado con el preservativo
de la madera está entre 5:1 y 500:1 y en la cual la composición
del bio-aceite resultante comprende la lignina
despolimerizada, alcoholes, ácidos orgánicos naturales, carbonilos
y el preservativo de la madera y es un líquido a temperatura
ambiente.
ambiente.
2. Una composición de acuerdo con la
reivindicación 1, en la cual el producto de la reacción del proceso
se enfría a una temperatura inferior a 350ºC dentro de
aproximadamente 0.5 segundos.
3. Una composición de acuerdo con las
reivindicaciones 1 o 2, en la cual la composición comprende:
de aproximadamente 15 a aproximadamente 30% de
agua,
de aproximadamente 20 a aproximadamente 30% de
lignina despolimerizada;
de aproximadamente 10 a aproximadamente 20% de
ácidos carboxílicos;
de aproximadamente 14 a aproximadamente 25% de
aldehídos;
de aproximadamente 5 a aproximadamente 15% de
azúcares;
de aproximadamente 4 a aproximadamente 10% de
cetonas y
de aproximadamente 2 a aproximadamente 10% de
alcoholes.
Las cetonas son seleccionadas del grupo que
consiste de hidroxipropano, hidroxipropano, ciclopentanona,
ciclopentena, furanona, hidroximetilpirona, butilactona y
acetiloxipropanona y los alcoholes son seleccionados del grupo
constituido por acetol, metanol, etileno y glicol.
4. Una composición de acuerdo con la
reivindicación 3, en la cual:
El agua está presente en una cantidad de
aproximadamente 22 a aproximadamente 24%;
los ácidos carboxílicos son seleccionados del
grupo constituido por el ácido acético, el ácido fórmico, el ácido
propiónico, el ácido glicólico, el ácido butírico, el ácido
pentanoico y el ácido hexanoico;
los aldehídos son seleccionados del grupo
constituido por el glicoaldehido, el glioxal, el hidroxipropanol,
el metil glioxal, el formaldehído, el acetaldehído, el
2-furaldehído y el siringaldehído;
los azúcares son seleccionados del grupo
constituido por el levoglucosano, la fructosa, la celobiosa, la
glucosa y los oligosacáridos.
las cetonas son seleccionadas del grupo
constituido por el hidroxipropano, la ciclopentanona, la
ciclopentena, la furanona, la hidroximetilpirona, la butirolactona
y la acetiloxipropanona y los alcoholes son seleccionados del
grupo constituido por el acetol, el metanol, el etileno y
glicol.
5. Una composición de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 4, en la cual la composición tiene una
viscosidad de aproximadamente 30 a aproximadamente 80 cSt (a
50ºC).
6. Una composición de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 5, en la cual la composición tiene una densidad
superior a 1.1 t/m^{3} (a 15ºC).
7. Una composición de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 6, en la cual la composición tiene un peso
específico de aproximadamente 1.15 a aproximadamente 1.25.
8. Una composición de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 7, en la cual el preservativo de la madera es
la creosota.
9. Una composición de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 7, en la cual el preservativo de la madera es
el pentaclorofenol.
10. Una composición de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 9, que se caracteriza porque comprende
el
2-metoxi-4-metilfenol
y el ácido 3,4 dimetoxibenzoico.
11. Una composición de acuerdo con la
reivindicación 10, que se caracteriza además por que
comprende uno o más de un compuesto seleccionado del grupo
constituido por:
2-metoxifenol,
4-etil-2-metoxifenol,
1,4-dimetoxi-2-metilfenol,
2-metoxi-5-(1-propenil)
fenol,
2-metoxi-4,6-(1-propenil)
fenol.
2,6-dimetoxifenol,
3,4-dimetoxifenol,
2-metoxi-4-(1-propenil)
fenol,
2-metoxi-6-(1-propenil)
fenol,
Ácido
4-hidroxi-3-metoxibenzoico,
2,5-dimetoxibenzil alcohol,
(1,1-dimetiletil)-1,2-benzenodiol,
1-(4-hidroxi-3-metoxifenil)
etanona,
2,6-metoxi-4-(2-propenil)-fenol,
3,4'-1,1'-bifenil,
3,3'-1,1'-bifenil
y
4,4'-1,1'-bifenil.
\vskip1.000000\baselineskip
12. Una composición de acuerdo con la
reivindicación 1, que comprende además:
2-metoxifenol,
2-metoxi-4-metilfenol,
4-etil-2-metoxifenol
o
1,4-dimedioxi-2-metilfenol,
2-metoxi-5-(o
4,6-) (1-propenil) fenol,
2,6-o (3,4-)dimetoxifenol,
2-metoxi-5-(o
4-, o 6-)(1-propenil)fenol,
ácido
4-hidroxi-3-metoxibenzoico
o 2,5-dimetoxibenzil alcohol,
(1,1-dimetiletil)-1,2-benzenodiol
o 1-(4-hidroxi-3 metoxifenil)
etanona,
ácido 3,4-dimetoxibenzoico,
2,6-dimetoxi-4-(2-propenil)-fenol
y
3,4'-(o 3,3' o
4,4')-1,1'-bifenilo.
13. Una composición de acuerdo con la
reivindicación 10, que se caracteriza además por que
comprende uno o más de un compuesto seleccionado del grupo
constituido por:
2-metoxifenol,
4-etil-2-metoxifenol,
1,4-dimetoxi-2-metilfenol,
1-metilnaftaleno,
2-metilnaftaleno,
2-metoxi-5-(1-propenil)
fenol,
2-metoxi-4,6-(1-propenil)
fenol,
2,6-dimetoxifenol,
3,4-dimetoxifenol,
1,1'-bifenil,
acenaftaleno,
2-etenil-naftaleno,
2-metoxi-4-(1-propenil)
fenol,
2-metoxi-6-(1-propenil)
fenol,
3-hidroxi-4-metoxi-fenol,
4-hidroxi-3-metoxi-fenol,
ácido
4-hidroxi-3-metoxibenzoico,
2,5-dimetoxibenzil alcohol,
(1,1-dimetilletil)-1,2-benzenodiol,
1-(4-hidroxi-3-metoxifenil)
etanona,
dibenzofurano,
ácido
4-hidroxi-3-metoxi-benzenoacético,
9 H-fluoreno,
1 H-fenaleno,
2,6-dimetoxi
4-(2-propenil)-fenol,
3,4'-1,1'-bifenil,
3,3'-1,1'-bifenil,
4,4'-1,1'-bifenil,
fenantreno,
antraceno,
fluoranteno y
pireno.
\vskip1.000000\baselineskip
14. Una composición de acuerdo con la
reivindicación 1, que comprende además:
2-metoxifenol,
2-metoxi-4-metilfenol,
4-etil-2-metoxifenol
o
1,4-dimetoxi-2-metilfenol,
1-(o 2-) metilnaftaleno,
2-metoxi-5-(o
4,6-)-(1-propenil) fenol,
2,6-(o 3,4-) dimetoxifenol,
1,1'-bifenil, o acenaftaleno,
o 2-etenil-naftaleno
2-metoxi-3-(o
4-, o 6-) (1-propenil) fenol,
3-hidroxi-4-metoxi
(o
4-hidroxi-3-metoxi)-fenol,
ácido
4-hidroxi-3-metoxibenzoico
o 2,5-dimetoxibenzilalcohol,
1,1'-bifenil, o acenaftaleno, o
2-etenil-naftaleno,
(1,1-dimetiletil)-1,2-benzenodiol
o 1-(4-hidroxi-3 metoxifenil)
etanona,
dibenzofurano
ácido 3,4-dimetoxibenzoico,
ácido
4-hidroxi-3-metoxi-benzenoacético,
9H-fluoreno, o
1H-fenaleno,
2,6-dimetoxi
4-(2-propenil)-fenol,
3,4' (o 3,3' o
4,4')-1,1'-bifenil,
Fenantreno, o antraceno y
Fluoranteno o pireno.
\vskip1.000000\baselineskip
15. Un método para preparar una composición de
preservación, que comprende:
ya sea
A) i) procesamiento de un producto de madera
por pirólisis rápida para producir un bio-aceite, en
el cual la pirólisis rápida comprende la reacción del producto de
madera en un reactor a una temperatura del reactor situada entre
520ºC y 1200ºC en la presencia de un portador térmico particulado,
en la cual el tiempo de residencia del producto de madera en el
reactor está entre 0.35 y 0.7 segundos y la relación del portador
térmico particulado sobre el producto de madera está entre 5:1 y
200:1, de tal forma que el bio-aceite resultante
comprende la lignina despolimerizada, alcoholes, ácidos orgánicos
naturales y carbonilos y es un líquido a temperatura ambiente;
ii) el calentamiento de la composición de
bio-aceite;
iii) la adición de un preservativo de madera,
seleccionado a partir de la creosota y el pentaclorofenol, al
bio-aceite y
iv) el enfriamiento de la composición resultante
a temperatura ambiente para obtener así la composición de
preservación;
o
\newpage
B) i) procesamiento de un producto de madera
tratado con un preservativo de madera por pirólisis rápida para
producir una composición de bio-aceite, el
preservativo de madera seleccionado entre la creosota y el
pentaclorofenol, en la cual la pirólisis rápida comprende la
reacción del producto de madera tratado con el preservativo de
madera en un reactor a una temperatura del reactor situada entre
520ºC y 1200ºC en presencia de un portador térmico particulado, en
el cual el tiempo de residencia en el reactor del producto de madera
tratado con el preservativo de madera está entre 0.35 y 0.7
segundos y la relación del portador térmico particulado sobre el
producto de madera está entre 5:1 y 200:1, de tal forma que la
composición del bio-aceite resultante comprende la
lignina despolimerizada, alcoholes, ácidos orgánicos naturales,
carbonilos y el preservativo de madera y la composición de
bio-aceite es un líquido a temperatura ambiente
y
ii) obtención de la composición de
preservación.
16. Empleo de una composición de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 14 para sellar un producto de madera.
17. Empleo de una composición de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 14 para incrementar la resistencia de un
producto de madera.
18. Un producto de madera tratado y que
comprende una composición de acuerdo con las reivindicaciones 1 a
14.
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