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Producción de biodiesel por catálisis heterogénea : diseño y aplicación de catalizadores, orientados a su aplicación industrial en plantas modulares
(2019) Benedictto, Germán Pablo; Basaldella, Elena; Sotelo, Roberto M.
El biodiesel es una mezcla de ésteres metílicos de ácidos grasos que se obtienen generalmente a través de la de transesterificación de aceites. La mayor parte los procesos industriales de síntesis de biodiesel utilizan catalizadores homogéneos. Aunque efectivos, éstos generan inconvenientes que dificultan la operación, aumentando los costos de producción. En consecuencia, la búsqueda de una solución tecnológica ha impulsado el estudio de catalizadores heterogéneos. En los últimos años gran cantidad de sólidos porosos han sido estudiados como catalizadores heterogéneos para la síntesis de biodiesel o como soportes de otros catalizadores. Sin embargo, los catalizadores heterogéneos actualmente descriptos en la literatura requieren tiempos de reacción prolongados y condiciones de reacción exigentes (altas temperaturas y presiones) para alcanzar tasas de conversión altas. Adicionalmente, la reutilización del catalizador debe ser ampliamente estudiada. En este marco, se estudió la síntesis de nuevos catalizadores heterogéneos porosos y su aplicación para la transesterificación de aceite de girasol en biodiesel, basados en tres tipos de materiales: sólidos microporosos de alta superficie (zeolitas A y F)), catalizadores basados en estructuras inorgánicas de tipo laminar (hidrotalcitas Mg-Al sintetizadas en medio sódico y potásico) y materiales mesoporosos (SBA-15, compósito SBA-15/hidrotalcita y productos derivados de carbonato de magnesio mesoporoso). Se aplicaron diversos tratamientos post síntesis (calcinaciones, rehidrataciones e impregnaciones con K2CO3 y KOH) con el fin de estudiar su influencia en las propiedades catalíticas de los sólidos sintetizados. En total, se realizó la síntesis de 17 catalizadores. La estructura y propiedades fisicoquímicas de dichos catalizadores fueron analizadas mediante la aplicación de diversas técnicas de caracterización (DRX, SEM, EDAX, FTIR). La evaluación catalítica se realizó en ensayos de síntesis de biodiesel, en condiciones suaves de temperatura y presión (65 °C y presión autogenerada). El análisis de los resultados obtenidos fue realizado aplicando técnicas cromatográficas. Si bien algunos de los compuestos zeolíticos estudiados fueron activos para catalizar la transesterificación de aceite de girasol, en este grupo no se encontraron materiales con propiedades superiores a las presentadas en la bibliografía actual. Por el contrario, dentro del grupo de catalizadores derivados de hidrotalcitas, se obtuvieron materiales altamente activos. Los mejores resultados fueron obtenidos con hidrotalcitas impregnadas con K2CO3, con las que se obtuvieron conversiones de aceite en biodiesel del orden del 90 % en 4 h de reacción. Además, estos materiales pudieron ser reutilizados, manteniendo buenos niveles de conversión durante varios ciclos de reacción. La sílice mesoporosa SBA-15 no presentó actividad catalítica. Ésta fue combinada con una hidrotalcita Mg-Al para obtener un compósito de alta superficie. Aunque su aplicación directa no dio buenos resultados para catalizar la reacción estudiada, la impregnación de la SBA-15 y el compósito con K2CO3 generó materiales altamente activos, con los que se alcanzaron conversiones del 80 % y 94 % respectivamente, luego de 4 h de reacción. Finalmente, se estudió la síntesis de materiales derivados de MgCO3 mesoporoso. A través de impregnaciones con KOH y tratamientos térmicos a temperatura controlada, se obtuvo un catalizador que logró conversiones del 98 % después de 30 min de reacción. Este resultado se encuentra entre los mejores reportados en la literatura para esta reacción usando catalizadores heterogéneos bajo condiciones de reacción moderadas.
Producción de Biodiesel a partir de aceite de Salicornia
(2015) Abal, Santiago; Hiribarren, Juan; Diaz, Cristian; Polito, Oscar
El siguiente trabajo describe de manera preliminar el diseño conceptual del proceso de producción de biodiesel. El biodiesel, producto principal para el proceso en estudio, se obtiene a partir de aceites vegetales, que mediante una reacción de transesterificación con metanol, forman metilesteres (FAME) y glicerol. El aceite elegido se extrae de las semillas de salicornia (planta halófita) dada las bondades de la planta descriptas en el trabajo. Se propone una capacidad de 120000 Tn/año de biodiesel, para lo cual se supone un cultivo de 72000 Ha en la zona costera de Chubut. La planta de extracción-transesterificación se ubica en el complejo industrial de Bahía Blanca, dada la cercanía con las materias primas y la disponibilidad de servicios. Se realizó el estuio técnico dando como resultado una inversión incial de 127.689.495,95 U$S sin financiamiento y de 113.249.495,95 U$S con el financiamiento de los terrenos. Esto genera un ingreso anual de aproximadamente U$S 115.800.000 brutos. Dando como resultado una TIR de 23,65% sin financiamiento y de 25,51% con financiamiento. Habiendo elegido una TMAR del 15% y teniendo en cuenta que el VPN sin financiamiento dio 50.222.033,1 U$S y con financiamiento dio 55.251.841,9 U$S, obtuvimos un IVANsf de 1.39 y un IVANcf de 1.49. Podemos concluir que el proyecto es RENTABLE.
Diseño del proceso de producción de biodiesel y glicerina a partir de una oleaginosa
(2018) Muñoz, Camila; Lanterna, Ariana; Kuczkho, Natalia; Borges, Virginia; Polito, Oscar
El proyecto se basa en la obtención de biodiesel, a partir de una oleaginosa (colza). Se obtiene como subproducto la glicerina. La escala de producción es pequeña, bajo la denominación de PyME. La producción es de 10.000 Tn/año de Biodiesel, en cuanto a la glicerina se produce un 17,24% en función a la alimentación. El proyecto se encuentra localizado en el parque industrial de Dock Sud, partido de Avellaneda. Presenta una inversión de USD 18.450.090,87; siendo ésta financiada por el BID (Banco Interamericano de Desarrollo); que ofrece tasa bajas de intereses ante proyectos de energías alternativas. En el estudio financiero, se estableció una TMAR (Tasa Mínima Aceptable de Retorno) de un 13,08%; dando una VAN (Valor Actual Neto) de USD 7.125.606,45 y una TIR (Tasa Interna de Retorno) del 19%. Siendo esto un panorama muy favorecedor en cuanto a la situación actual del país, debemos tener presente que el área de energías alternativas se encuentra aún en auge provocando esto un aspecto positivo a nuestro proyecto. En cuanto al aspecto ambiental, tiene un aspecto positivo ya que dentro de las industrias que se alojan en el parque industrial de Avellaneda, nuestra planta fabrica un producto respetuoso con el medio ambiente.

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