Desarrollo, Producción e Innovación en la Investigación científica
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Item Valoración sustentable de glicerol a monoglicéridos mediante catálisis heterogénea(2014) Bálsamo, Nancy Florentina; Oliva, Marcos; Eimer, Griselda Alejandra; Crivello, Mónica ElsieLos biocombustibles son soluciones renovables para reemplazar las contaminantes reservas de combustibles fósiles. Sin embargo, se generan grandes excedentes de glicerol, subproducto del biodiesel. El glicerol se utiliza en cosméticos, alimentos y productos farmacéuticos. Los catalizadores heterogéneos tienen bajo costo y minimizan los problemas ambientales y de proceso generados por los catalizadores homogéneos. En este trabajo se estudian los óxidos metálicos mixtos como catalizadores en la reacción de transesterificación. Para aumentar la propiedad básica del óxido de Mg-Al se incorporó un tercer metal (Ca o Ba). Los Óxidos metálicos mixtos obtenidos por descomposición térmica de Hidróxidos dobles laminares se estudiaron en la transesterificación de estearato de metilo con glicerol para la producción de monoglicéridos. Los resultados catalíticos mostraron que la conversión y la selectividad a monoglicérido aumentaron junto con la densidad de sitios básicos. El óxido con Ba incorporado por impregnación mostró la mayor densidad de sitios básicos medios y el mejor rendimiento catalítico.Item Modelos basados en redes neuronales artificiales para la obtención de monoglicéridos: desarrollo y validación(2017) Modesti, Mario; Kliger, Luis; Bálsamo, Nancy Florentina; Crivello, Mónica Elsie; Álvarez, Dolores María EugeniaLa producción de biodiesel genera grandes cantidades de glicerol remanente. Este puede convertirse en monoglicéridos, producto de mayor valor agregado. El objetivo del presente trabajo es comprobar la capacidad de generalización de modelos matemáticos basados en Redes Neuronales Artificiales que caractericen la relación entre la conversión del reactivo, estearato de metilo, y el rendimiento de los productos de la reacción de transesterificación con glicerol. Para esto se emplearon distintos parámetros de reacción referidos al catalizador sólido, que consistió en un óxido mixto de Mg y Al con Li incorporado en diferentes proporciones, derivado de hidróxidos dobles laminares. Se crearon tres modelos de Redes Neuronales Artificiales con estructura backpropagation. La red que mayor capacidad de generalización mostró fue la constituida por una capa oculta con 35 neuronas y función de transferencia sigmoidea y una capa con función lineal de salida. Esta fue capaz de explicar la relación entre los porcentajes de conversión y rendimiento de la reacción, en cuanto a la obtención de mono- y di-glicéridos, cuando la masa del catalizador varía hasta en un 1%, pero no demostró aptitud para explicar dicha relación entre los parámetros de reacción al modificarse el contenido de Li como sitio activo en el catalizador sólido. El empleo de estos modelos es de interés, dada su incidencia en la proyección del proceso a mayores escalas.Item Oxidación selectiva de sulfuros mediante niobatos alcalinos(2016) Leal Marchena, Candelaria; Diguilio, Eliana; Renzini, María Soledad; Pecchi, Gina; Pierella, Liliana BeatrizSe sintetizaron niobatos alcalinos ANbO3 (A= Li, Na, K) mediante el método del citrato. Dichos materiales fueron caracterizados para conocer sus características fisicoquímicas por las técnicas de BET y DRX, y posteriormente se evaluaron como catalizadores para la oxidación de dipropilsulfuro a sus correspondientes sulfóxido y sulfona. De acuerdo a los resultados de caracterización, se confirmó que se obtuvieron las estructuras cristalinas características para los tres niobatos con los metales alcalinos (Li, Na, K) utilizados, con áreas superficiales acordes a las reportadas en literatura para este tipo de materiales. Para la oxidación de dipropilsulfuro se evaluó el efecto del catión alcalino en los niobatos y los reusos del material que presenta mejores resultados de actividad. Se obtuvieron valores de conversión total del sulfuro de 77 % mol, con selectividad al sulfóxido mayor al 95 % mol para el caso del niobato con potasio. Este catalizador pudo reusarse al menos cuatro ciclos de reacción sin pérdida significativa de la actividad.Item Nanoarcillas sintéticas para ser empleadas en la valorización de glicerol a carbonato de glicerilo(2019) Crivello, Mónica Elsie; Argüello, Dalma Sofía; Bálsamo, Nancy Florentina; Eimer, Griselda AlejandraEl biodiesel se considera una alternativa verde para reducir las emisiones de carbono. Su producción está acompañada de un 10% en peso de glicerol como subproducto, por lo que resulta factible que pueda ser utilizado como materia prima renovable para favorecer económicamente el proceso. La conversión catalítica de glicerol hacia productos de mayor valor agregado, como el carbonato de glicerilo es una opción atractiva porque es una sustancia considerada como un sustituto verde de importantes compuestos derivados del petróleo como carbonato de etileno o carbonato de propileno. Además, presenta numerosas aplicaciones como disolvente polar de alto punto de ebullición, agente humectante para arcillas cosméticas y como disolvente para activos medicinales y productos de cuidado personal, etc. Una alternativa sustentable para producirlo es la transesterificación entre el glicerol y un alquil carbonato empleando catalizadores sólidos, en condiciones suaves de proceso. Dentro de los materiales asequibles para ser utilizados como catalizadores heterogéneos surgen los óxidos mixtos derivados de las nanoarcillas aniónicas sintéticas. Estos materiales presentan gran interés por la posibilidad de nano-diseño a medida, control de accesibilidad a sitios activos y muy bajo costo de síntesis. En este plan de tesis se sintetizarán arcillas aniónicas de Mg y Al, modificadas con Li, Cs, Ni, Zn, Cu, etc., con el fin de aumentar su actividad y selectividad para ser empleados en la valorización de glicerol para obtener carbonato de glicerilo, empleando procesos amigables con el medio ambiente.Item Valorización de aceites de girasol y soja para la producción de biodiesel mediante catálisis heterogénea(2018) Sánchez Faba, Edgar M.; Stobbia, Daniel.; Viera Fernández, M.; Ferrero, Gabriel O.; Eimer, Griselda AlejandraArgentina es un jugador clave en el mercado internacional de los aceites vegetales (mayor exportador mundial de aceite soja). En un contexto mundial global la producción de aceites muestra un aumento sostenido que supera al consumo ocasionando un incremento de stock. Esta situación agravada por la desaceleración del consumo en India (principal comprador de aceite de soja argentino) y sus políticas proteccionistas, lleva a una tendencia a la baja en el precio internacional del aceite. Así, el agregado de valor en origen en lugar de exportar commodities, que integre el aceite crudo a la cadena de la industria mediante su transformación en biocombustible (Biodiesel) es una gran oportunidad para el desarrollo de nuestra economía. Córdoba es el 2° productor nacional de soja, pero su participación en el volumen industrializado es sólo del 5% y de continuar esta situación nuestros productores estarían perdiendo esta oportunidad. Siendo así Argentina uno de los mayores productores de oleaginosas del mundo, puede satisfacer ampliamente la demanda interna de aceites vegetales para alimentación y también como fuentes sustentables de energía. Los aceites comerciales tienen los contenidos más altos de triglicéridos y los valores de acidez y humedad más bajos debido al proceso de refinamiento necesario para cumplir con los estándares y su comercialización como alimentos. Sin embargo, el aceite de soja posee un porcentaje de ácidos grasos libres (FFA) superior al de girasol. En el presente trabajo, se empleó un catalizador sólido basado en óxido de sodio al 10% p/p soportado sobre SBA-15, para la transesterificación de (aceites comerciales de girasol y soja con metanol absoluto. En las condiciones de reacción preestablecidas (2% p/p de catalizador, relación molar metanol/aceite 14:1, 60 °C, y 5 h), se obtuvo ~85 y 77% p/p de biodiesel con los aceites comerciales de girasol y soja, respectivamente. Así, empleando el catalizador estudiado, se puede observar que el rendimiento de Biodisel y la conversión de aceite aumentan a medida que disminuye el índice de acidez de la materia prima.Item Nanoarcillas sintéticas para ser empleadas en la valorización de glicerol a carbonato de glicerilo(2020) Argüello, Dalma Sofía; Crivello, Mónica Elsie; Bálsamo, Nancy FlorentinaLa producción de biodiesel se acompaña de un 10% en peso de glicerol como subproducto, por lo que resulta factible que pueda ser utilizado como materia prima renovable para favorecer económicamente el proceso. La conversión catalítica de glicerol hacia un producto de mayor valor agregado, como el carbonato de glicerilo, es una opción atractiva porque se lo considera como un sustituto verde de importantes compuestos derivados del petróleo. Además, presenta numerosas aplicaciones en la industria química, farmacéutica, cosmética, etc. Como alternativa sustentable para producirlo se propone la transesterificación entre el glicerol y un alquil carbonato empleando catalizadores sólidos como los óxidos metálicos mixtos derivados de nanoarcillas aniónicas sintéticas, en condiciones suaves de reacción y sin el empleo de solvente. Estos materiales presentan gran interés por la posibilidad de nano-diseño a medida, control de accesibilidad a sitios activos y muy bajo costo de síntesis. Se sintetizaron óxidos de Mg y Al con Cu incorporado en diferentes contenidos, por el método de coprecipitación, para ser empleados en la reacción de transesterificación entre glicerol y etilencarbonato. Los materiales fueron caracterizados fisicoquímicamente mediante DTP-CO2, FTIR y XPS. Los materiales sintetizados mostraron una elevada actividad para la producción selectiva de carbonato de glicerilo, atribuido a la fuerte basicidad de superficie combinada con la presencia de sitios ácidos. El catalizador más activo fue el óxido con un contenido de Cu del 25% con un 91,9% de conversión de glicerol y 99,2 % de selectividad a carbonato de glicerilo.Item Estudio de la reacción vía catálisis heterogénea de glicerol a carbonato de glicerilo(2020) Argüello, Dalma Sofía; Mendoza, Sandra; Bálsamo, Nancy Florentina; Eimer, Griselda Alejandra; Crivello, Mónica ElsieLa producción de biodiesel se considera más segura para el medioambiente debido a la reducción en las emisiones con respecto a la producción de diésel de petróleo, pero ésta se acompaña de un 10% en peso de glicerol como subproducto, que puede ser utilizado como materia prima renovable para favorecer económicamente el proceso. La conversión catalítica de glicerol hacia un producto de mayor valor agregado, como el carbonato de glicerilo es una opción atractiva por ser un sustituto verde de importantes compuestos derivados del petróleo. Para producirlo se propone la transesterificación entre glicerol y un alquilcarbonato empleando catalizadores sólidos como los óxidos metálicos mixtos derivados de nanoarcillas aniónicas sintéticas porque se ha reportado, mediante el método del análisis de ciclo de vida, que disminuye en gran medida el impacto ambiental negativo de los catalizadores homogéneos. Los catalizadores empleados permiten nano-diseño a medida, buena dispersión de sitios activos y muy bajo costo de síntesis. Se sintetizaron óxidos metálicos mixtos de Mg, Al y Cu, incorporado en diferentes contenidos, por coprecipitación para ser evaluados en la transesterificación de glicerol y etilencarbonato. Los materiales fueron caracterizados por DRX, MP-AES, área superficial y DTP-CO2. En la evaluación catalítica mostraron una elevada actividad durante la transesterificación en condiciones de reacción suaves sin utilizar ningún solvente. El mejor desempeño catalítico se observó en el catalizador con un contenido de Cu del 15% a los 90 minutos de reacción con un rendimiento a carbonato de glicerilo del 81,5% atribuido a la fuerte basicidad superficial.Item Valorización de glicerol mediante el desarrollo de óxidos mixtos modificados con metales de transición(2021) Argüello, Dalma Sofía; Bálsamo, Nancy Florentina; Crivello, Mónica ElsieEl glicerol generado como subproducto en la producción del biodiesel puede ser utilizado como materia prima renovable para favorecer económicamente el proceso. Para ello se prepararon hidróxidos dobles laminares por el método de coprecipitación con la incorporación adicional de cobre, níquel o zinc y se calcinaron para obtener los correspondientes óxidos metálicos mixtos. Estos materiales poseen excelentes propiedades para reacciones catalizadas por sitos básicos, como elevada área superficial, alta dispersión de cationes, estabilidad térmica y basicidad superficial. Los materiales fueron caracterizados fisicoquímicamente por DRX, sorción de N2, MP-AES, DTP-CO2, SEM y XPS. Los óxidos mixtos fueron evaluados en la conversión catalítica de glicerol hacia un producto de mayor valor agregado, el carbonato de glicerilo. Se obtuvieron rendimientos relativos superiores al 80% atribuibles a una adecuada distribución de la basicidad y de los parámetros texturales. Los catalizadores fueron utilizados en sucesivos ciclos de reacción sin pérdida significativa de su actividad.Item Estudio de óxidos metálicos mixtos modificados con cu en la transesterificación con glicerol(2021-10) Argüello, Dalma Sofía; Peralta, María Florencia; Bálsamo, Nancy Florentina; Eimer, Griselda Alejandra; Crivello, Mónica ElsieLos hidróxidos dobles laminares son nanoarcillas aniónicas de estructura laminar. La calcinación a alta temperatura de estos compuestos genera los óxidos metálicos mixtos con una gran superficie específica, alta dispersión de los cationes, estabilidad térmica y propiedades básicas superficiales; características que le otorgan a los óxidos metálicos mixtos excelentes propiedades para reacciones catalizadas por sitios básicos. La incorporación de un tercer metal en los HDL hidróxidos dobles laminares permite modificar su composición y propiedades. Por consiguiente, se investigó la influencia de distintos contenidos de cobre en las propiedades fisicoquímicas de los óxidos metálicos mixtos. Los hidróxidos dobles laminares se prepararon por el método de coprecipitación con una relación de (Mg2++Cu2+): Al3+ de 3:1 y distinto contenido de Cu. Los precursores se calcinaron a 450 °C por 9 horas, para obtener los óxidos metálicos mixtos correspondientes. Los materiales fueron caracterizados fisicoquímicamente por DRX, sorción de N2, MP-AES, espectroscopía UV-vis, DTP-CO2, SEM y XPS. El 10% en peso de glicerol generado como subproducto en la producción del biodiesel, puede ser utilizado como materia prima renovable para favorecer económicamente el proceso. Los óxidos metálicos mixtos fueron evaluados en la conversión catalítica de glicerol hacia un producto de mayor valor agregado, como el carbonato de glicerilo. Los catalizadores presentaron rendimientos relativos del orden de 80% atribuibles a una adecuada distribución de la basicidad de superficie que promueve sitios activos accesibles para catalizar la reacción de transesterificación.