UTN- FRC -Producción Académica de Investigación y Desarrollo
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Item Hacia un proceso sustentable: producción de biodiesel a partir de aceite de girasol empleando sba-15 modificada con sodio como catalizador heterogéneo(2017) Sánchez Faba, Edgar M.; Ferrero, Gabriel O.; Dias, Joana; Eimer, Griselda AlejandraSe incorporó sodio al material mesoporosa SBA-15 utilizando el método de impregnación húmeda. De esta manera se obtuvieron catalizadores sólidos de carácter básico, activos en la reacción de transesterificación de aceite de girasol con metanol para la producción de biodiesel. Los sólidos se caracterizaron por difracción de rayos X a bajo y alto ángulo, microscopía de barrido electrónico (SEM) y de transmisión electrónica (TEM), y desorción a temperatura programada de CO2 para determinar la basicidad de los sólidos impregnados. La reacción de transesterificación se llevó a cabo en un reactor discontinuo bajo agitación vigorosa, a 60°C y presión atmosférica, utilizando un exceso de metanol para desplazar el equilibrio hacia la formación del producto deseado. Los catalizadores mostraron una alta actividad, obteniendo rendimientos del 38 a 94%.Item Immobilization of pseudomonas fluorecens lipase in mesoporous materials to biodiesel production(2017) Ferrero, Gabriel O.; Sánchez Faba, Edgar M.; Eimer, Griselda AlejandraThe aim of this work is to design a catalyst for biofuels production from renewable raw materials by means of the immobilization of an enzyme on nano-structured solid supports [1,2]. In fact, the main purpose is to immobilize the lipase of Pseudomonas fluorescens in the pure SBA-15 (Santa Barbara Amorphous) mesoporous material [3] and to compare their activity in the biodiesel production using vegetable oils, with that of the enzyme immobilized on materials SBA-15 modified with metals (Ca, Na, Fe, Cu, Al, K)[4]. The physicochemical properties of the synthesized mesoporous materials were determined by Small-angle X-ray scattering (SAXS), Transmission electron microscopy (TEM) and UV-visible. The enzyme was immobilized by physical adsorption, mixing each mesoporous material with an enzyme solution. The effective incorporation of the enzyme in the materials was confirmed determining the protein concentration in the soluble fraction after immobilization by the Bradford method. The optimal conditions of the biocatalyst activity were determined: oil / ethanol ratio, water percentage, amount of immobilized enzyme / mg of SBA-15 support, reaction time and activity of the biocatalyst respect to the metal impregnated in the solid used. Ca/SBA-15 material show the better activity as biocatalyst to biodiesel production using 400mg/g of lipase respect material, 1/4 oil/ethanol and 4 wt% of water respect oil. The transesterification reaction of triglycerides with ethanol for the production of biodiesel catalyzed by the LPF / SBA-15 / Ca biocatalyst has high batch yields, does not produce soap, uses low temperatures of 37 ° C and allows to separate the catalyst easily from the mixture.Item Obtención de biodiesel utilizando NA/SBA-15 como catalizador sólido(2017) Sánchez Faba, Edgar M.; Ferrero, Gabriel O.; Eimer, Griselda AlejandraSe sintetizó la matriz mesoporosa SBA-15 por el método sol-gel1,2. El tamiz molecular se modificó con sodio (Na) para proporcionarle propiedades básicas. La incorporación del metal se efectuó en distintas concentraciones (del 2,5 al 15% p/p referida a la masa de catalizador calcinado) mediante impregnación húmeda. El sólido obtenido se calcinó a 500°C en mufla durante 8 horas, con una rampa de calentamiento de 5°C/min. Los catalizadores resultantes se caracterizaron por: dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS2), microscopía de barrido electrónico (SEM), microscopía de trasmisión electrónica (TEM), isotermas de adsorción - desorción de N2 para la determinación de área específica, volumen y distribución de tamaño de poros; desorción a temperatura programada de CO2 para determinar la basicidad de los sólidos impregnados y difracción de rayos X (XRD) para identificar la presencia de óxidos del metal. La actividad catalítica de los sólidos sintetizados se evaluó en la reacción de transesterificación de aceite de girasol con metanol absoluto para la producción de biodiesel. Las reacciones se llevaron a cabo en un reactor discontinuo, bajo agitación vigorosa. La temperatura de reacción fue de 60°C. La relación molar metanol/aceite fue 14:1, y la carga de catalizador del 2% en base a la masa de aceite empleada. El tiempo de reacción fue de 5 horas. El seguimiento de las reacciones se hizo mediante cromatografía líquida de alta performance (HPLC), para determinar el porcentaje en masa de biodiesel obtenido, conversión de triglicéridos y rendimiento a producto deseado.Item Producción de biodiesel a partir de diferentes aceites utilizando un catalizador mesoporoso bimetálico(2021) Sánchez Faba, Edgar M.; Ferrero, Gabriel O.; Eimer, Griselda AlejandraCon el fin de competir con la producción de biodiesel vía catálisis homogénea, que es el método más difundido y utilizado actualmente a nivel industrial, se desarrolló un catalizador sólido bimetálico con alta superficie expuesta, alta basicidad y reutilizable a lo largo de varios ciclos de reacción. El catalizador se preparó por el método de impregnación en húmedo dopando la sílice mesoporosa SBA-15 con un 5% en peso de sodio y un 20% en peso de cerio. Tras estudiar las propiedades texturales y fisicoquímicas de los materiales, la actividad del catalizador sintetizado fue evaluada en la transesterificación de diferentes aceites con metanol absoluto para producir biodiesel. Asimismo, se evaluó la reutilización del material en cuatro ciclos adicionales de reacción y la heterogeneidad de la misma se comprobó mediante la prueba de filtrado en caliente.Item Obtención de biodiesel utilizando nano-catalizadores modificados con sodio y cerio(2019) Sánchez Faba, Edgar M.; Carraro, Paola; Benzaquén, Tamara; Ferrero, Gabriel O.; Stobbia, Daniel; Dias, Joana; Eimer, Griselda AlejandraEn el presente trabajo, se estudió la síntesis de catalizadores sólidos de carácter ácido y básico, a base de cerio y sodio soportados sobre una sílice mesoporosa del tipo SBA 15, para la producción de biodiesel (FAME) mediante catálisis heterogénea. Inicialmente, los sólidos obtenidos se caracterizaron por dispersión y difracción de rayos X, microscopía de transmisión electrónica (TEM), espectrofotometría de infrarrojo con transformada de Fourier (FT-IR), método BET para determinar superficie específica, desorción a temperatura programada de CO2 y análisis FT-IR con desorción de piridina. Posteriormente, se evaluó su actividad catalítica en las siguientes condiciones de reacción: 10 % en masa de catalizador (referida a la masa de aceite), relación molar metanol/aceite 40:1, 60 °C, y 5 h de reacción. En dichas condiciones, tanto el soporte como el catalizador 20Ce/SBA-15 no fueron activos, mientras que se obtuvo un 97 % p/p de FAME con el catalizador 5Na/20Ce/SBA-15. Finalmente, se hizo un estudio de reutilización de dicho catalizador, obteniendo una alta actividad (más de 90 % p/p de biodiesel) en cuatro ciclos adicionales. Estos resultados demuestran que el catalizador sintetizado es promisorio para su aplicación a mayor escala.Item Evaluación de distintas materias primas para la producción de biodiesel mediante catálisis heterogénea alcalina(2018) Sánchez Faba, Edgar M.; Ferrero, Gabriel O.; Vaschetto, Eliana; Dias, Joana; Eimer, Griselda AlejandraArgentina como uno de los mayores productores de oleaginosas del mundo, puede satisfacer la demanda interna de aceites vegetales para alimentación y como fuentes sustentables de energía. No obstante, al buscar materias primas alternativas para la producción de biodiesel (que no compitan con la demanda de alimentos), surgen opciones atractivas por su disponibilidad o bajo costo. Tal es el caso del aceite usado de fritura. Sin embargo, a causa de alteraciones en su composición y la presencia de humedad, estos aceites suelen precisar un tratamiento previo en vista a ser utilizados en los procesos productivos tradicionales. 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 distintos sustratos oleosos (aceites comerciales de girasol, soja y usado en fritura) 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, respectivamente. Finalmente, se consiguieron rendimientos similares con aceite de fritura, pero empleando el doble de carga de catalizador debido a su envenenamiento por la presencia de productos de la oxidación del aceite y humedad.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 Generación de sitios activos mediante control térmico, para la producción de biodiesel(2018) Sánchez Faba, Edgar M.; Vaschetto, Eliana; Dias, Joana M.; Ferrero, Gabriel O.; Eimer, Griselda AlejandraEl material mesoporoso SBA-15 se modificó con sodio para conferirle propiedades básicas, utilizando el método de impregnación húmeda. El sólido se calcinó a 500ºC empleando rampas de calentamiento de 2, 5, 8 y 15ºC/min. Los catalizadores se caracterizaron por dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS2), difracción de rayos X (XRD) a alto ángulo, microscopía de barrido electrónico (SEM) y de transmisión electrónica (TEM), espectrofotometría infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), y desorción a temperatura programada de CO2 para estudiar su basicidad. La actividad de catalizadores se evaluó en la reacción de transesterificación de aceite de girasol con metanol absoluto para la producción de biodiesel. Las reacciones se llevaron a cabo en un reactor discontinuo bajo agitación vigorosa, a 60°C y presión atmosférica, utilizando un exceso de metanol para desplazar el equilibrio hacia la formación del producto deseado. Los catalizadores mostraron una alta actividad, obteniendo rendimientos del 90%. Se comprobó la influencia de la rampa de calcinación en la actividad catalítica: una rampa elevada favorece la dispersión de la fase activa y la formación de sitios básicos fuertes; mientras que una rampa baja promueve la formación de una fase cristalina de las especies de sodio, de menor fuerza básica. Palabras clave: Na/SBA-15, rampa de calentamiento de calcinación, biodiesel, aceite de girasol.Item Repensando el mañana: Producción de biocombustibles a partir de aceites usados y no comestibles(2018) Ferrero, Gabriel O.; Sánchez Faba, Edgar M.; Bálsamo, Nancy; Eimer, Griselda AlejandraSe estudió la esterificación y transesterificación de un residuo que se genera en la industria durante el proceso de preparación del aceite de soja, aceite de Jatropha (no comestible) y aceite de girasol usado en frituras y aceite de girasol comercial para la obtención de biodiesel. Utilizando para tal reacción un biocatalizador formado por la enzima lipasa de Pseudomonas fluorescens inmovilizada en el material SBA-15 cuya superficie fue modificada con calcio. Los experimentos se llevaron a cabo en un reactor en bach y en uno en continúo tomando muestras a diferentes tiempos y determinando la producción de biodiesel por medio de un HPLC. Además de poder utilizar aceites residuales o subvaluados sin ningún refinamiento previo, se utilizó etanol comercial al 96 % como co-sustrato para la producción de biodiesel. Esto resulta ventajoso debido a la posibilidad de obtener el etanol de un proceso fermentativo, lo cual favorece a un proceso sustentable. Con los cuatro tipos de aceite se logró una buena conversión utilizando el sistema en bach (entre un 70% a un 95% dependiendo del aceite utilizado), sin embargo el sistema en continuo debe ser puesto a punto para mejorar las conversiones (15%).