UTN- FRC -Producción Académica de Investigación y Desarrollo
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Item Obtención de dihidroxiacetona por oxidación catalítica de glicerol(2017) Diguilio, Eliana; Galarza, Emilce Daniela; Vinuesa, Ariel José; Renzini, María Soledad; Domine, Marcelo; Pierella, Liliana BeatrizSe sintetizaron zeolitas microporosas de estructura tipo MEL (ZSM-11) por cristalización hidrotérmica. A dichas muestras se les realizó un tratamiento alcalino de desilicación, utilizando NaOH, con el fin de generar mesoporosidad en su estructura. Después de un intercambio iónico con Cloruro de Amonio (NH4Cl) para la regeneración de los sitios ácidos, a estos materiales y a una Silicatilta comercial se les incorporó Cr(III) y Cu(II), por el método de impregnación en humedad incipiente a 80o C y posteriormente fueron sometidos a tratamientos térmicos de desorción y calcinación a 500°C. Dichos materiales fueron caracterizados por Difracción de Rayos X (DRX), área superficial por método BET, Espectroscopia Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR) y Emisión Atómica con Plasma Inductivamente Acoplado (ICP). La actividad catalítica de los materiales Metal-zeolitas preparados fue evaluada en la reacción de oxidación de glicerol utilizando peróxido de hidrógeno como agente oxidante, en condiciones suaves y en un medio libre de base. La performance de los catalizadores fue estudiada variando las condiciones de reacción (tiempo, cantidad de catalizador y emperatura). La máxima conversión de glicerol fue alcanzada con Cr-ZSM-11 obteniendo un valor del 70 mol% y la selectividad al producto deseado, Dihidroxiacetona, fue del 25 mol % a los 120 min de reacción.Item Nanoarcillas como precursores de óxidos metálicos de la y ce para la valorización de glicerol(2017) Eimer, Griselda Alejandra; Bálsamo, Nancy Florentina; Contreras, Matías; Crivello, Mónica ElsieLos elementos tierras raras incorporados en compuestos tipo hidrotalcita también denominados hidróxidos dobles laminares se produjeron por co-precipitación bajo condiciones de baja sobresaturación e impregnación por vía húmeda. El tratamiento térmico de los precursores se realizó con el fin de obtener óxidos metálicos. Las muestras se caracterizaron por varios métodos: difracción de rayos X, espectroscopia fotoelectrónica de rayos X, área superficial, etc. Los hidróxidos dobles laminares con La o Ce incorporado son precursores eficaces de los óxidos metálicos que se presentan como materiales muy prometedores para varias aplicaciones catalíticas, tal como, la valoración de glicerol. Por otra parte, el cambio climático y el agotamiento de combustibles fósiles hacen necesario el desarrollo de nuevas estrategias, donde la química y los procesos de refinería empiezan a tener una concepción más biológica para volverse más sustentables. La producción de biodiesel está planteando el problema de grandes excedentes de glicerol que se genera como subproducto. El glicerol, a través de la transesterificación del estearato de metilo, se puede transformar en un producto de mayor valor agregado, como la producción selectiva de emulsionantes del tipo de los monoglicéridos.Item Influencia de la variación de parámetros de síntesis en la optimización de la producción de monoglicéridos para la revalorización de glicerol(2016) Crivello, Mónica Elsie; Eimer, Griselda Alejandra; Sarmiento, Víctor Santiago; Casuscelli, Sandra; Bálsamo, Nancy FlorentinaLa catálisis heterogénea propone procesos eco-compatibles debido a que los catalizadores sólidos utilizados son fácilmente removibles por simple filtración o centrifugación de la mezcla de reacción, y a su selectividad, que minimiza la generación de subproductos. Los hidróxidos dobles laminares son arcillas aniónicas sintéticas, las mismas se obtienen de forma sencilla y a bajo costo que presentan importantes aplicaciones tanto como precursores catalíticos o soportes. La calcinación de dichos compuestos, desde 450 °C, produce óxidos metálicos mixtos. Tanto los precursores como sus óxidos poseen propiedades básicas que pueden aumentarse incorporando un tercer metal a la estructura, como, por ejemplo, litio. El biodiesel posee las ventajas de ser considerado un complemento de los combustibles de petróleo. Pero el crecimiento planteado a nivel mundial y local respecto al aumento de la producción de biodiesel, está generando una sobreabundancia de glicerol (subproducto del biodiesel). Este escenario está provocando una caída progresiva en los precios del mismo y dando lugar a una preocupación medioambiental por su exceso. El propósito de este trabajo es optimizar la formación selectiva de monoglicéridos mediante la reacción de transesterificación de glicerol con estearato de metilo utilizando como catalizadores óxidos mixtos derivados de hidróxidos dobles laminares con diferentes contenidos de Li incorporado.Item Estudio comparativo de redes neuronales artificiales aplicadas a la reacción de obtención de monoglicéridos, catalizada por hidróxidos dobles laminares modificados con litio(2016) Modesti, Mario; Bálsamo, Nancy Florentina; Álvarez, Dolores María Eugenia; Crivello, Mónica ElsieLos Hidróxidos Dobles Laminares sintetizados con litio pueden emplearse como catalizadores en la obtención de monoglicéridos, a partir del glicerol remanente de la industria del biodiesel. En la reacción se emplea estearato de metilo como reactivo y se obtienen también di y triglicéridos, como productos. Dado el interés en disponer de un modelo que contribuya a mejorar el proceso de obtención de monoglicéridos, se planteó como objetivo generar y comparar redes neuronales artificiales que caractericen la relación entre la conversión del estearato de metilo y la selectividad de los productos. Para esto, se desarrollaron y compararon tres redes neuronales artificiales con estructura backpropagation. La que mejor desempeño mostró fue la constituida por una única capa oculta con función de transferencia sigmoidal de treinta y cinco neuronas, y una de salida con función de transferencia lineal. Dicha red fue capaz de explicar la relación prevista en cuanto a la obtención de mono y diglicéridos, productos mayoritarios de la reacción, por lo que se considera satisfactoria. El empleo de estos modelos es de interés dado su incidencia en la proyección del proceso a mayores escalas.Item Modelado de la reacción de obtención de monoglicéridos, empleando redes neuronales artificiales(2016) Crivello, Mónica Elsie; Bálsamo, Nancy Florentina; Modesti, Mario; Álvarez, Dolores María EugeniaEl crecimiento de la producción de biodiesel está generando una sobreabundancia de glicerol como subproducto. Éste se puede utilizar para la obtención de monoglicéridos, producto de mayor valor agregado. El objetivo del trabajo es caracterizar matemáticamente al proceso propuesto, para obtener sus respectivas plataformas de estudio y mejorarlo. Para esto, se desarrolló una red neuronal artificial con estructura backpropagation que caracteriza la relación entre los porcentajes molares de conversión del reactivo estearato de metilo y la selectividad del monoglicérido obtenido. La red propuesta se construyó con estructura en cascada. Las primeras capas se constituyeron de 25 neuronas con forma sigmoidal y las segundas, de 1 neurona con forma lineal. El empleo de estos modelos es de interés, en cuanto a su incidencia en la proyección del proceso a mayores escalas. Esto, a su vez, representa una contribución a la valorización del glicerol en el marco de la biorrefinería.Item Oxidación catalítica de glicerol en fase acuosa empleando materiales mesoporosos modificados con cobre.(2019) Diguilio, Eliana; Vaschetti, Virginia M.; Cánepa, Analía Laura; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra; Renzini, María Soledad; Pierella, Liliana BeatrizEn el presente trabajo se sintetizaron materiales MCM-41 modificados con cobre, por el método de intercambio ion-agente plantilla (TIE). Se lograron estructuras mesoporosas ordenadas y elevadas áreas específicas, evidenciadas por DRX y adsorción-desorción de N2. Los análisis UV-vis RD permitieron detectar la presencia de diferentes especies metálicas en el soporte, cuyo entorno químico fue influenciado tanto por el procedimiento de síntesis, como por el contenido metálico en el sólido final. Los materiales fueron evaluados como catalizadores en la reacción de oxidación selectiva de glicerol en fase acuosa. Se encontró que el material con menor contenido metálico resultó ser el más activo en la reacción, obteniendo como principales productos gliceraldehído y ácido glicólico. Sin embargo, en contraste con materiales microporosos de similar carga de cobre, los sólidos mesoporosos sintetizados exhibieron un desempeño menor en cuanto a conversión de glicerol y selectividad a los productos principales. Este hecho se encontraría relacionado al menor tamaño de poro y a la selectividad de forma asociadas particularmente a los materiales zeolíticos, lo cual favorecería el desarrollo de la reacción de oxidación.Item Oxidación selectiva de glicerol empleando catalizadores de pt y pd soportados en zeolitas zsm-11(2019) Diguilio, Eliana; Galarza, Emilce Daniela; Bonetto, Luciana; Leal Marchena, Candelaria; Renzini, María Soledad; Pierella, Liliana BeatrizSe sintetizaron zeolitas microporosas del tipo ZSM-11, con estructura MEL, por cristalización hidrotermal. Estos materiales fueron modificados con la incorporación de metales nobles como Au, Pt y Pd, por impregnación en humedad incipiente a 80°C. Luego, se agregó un promotor de Bismuto (1% p/p) por el método de co-impregnación. Por otro lado también, se incorporó Au (2% p/p) por impregnación simultánea, a los catalizadores mono metálicos de Pt y Pd soportados, para evaluar el efecto combinado de estos metales. Después de esto, se realizaron tratamientos térmicos de desorción y calcinación para remover los restos de sales precursoras. Finalmente, todos los catalizadores fueron caracterizados por Difracción de Rayos X (DRX), área superficial BET, y mediante FTIR con adsorción de piridina para estudiar la fuerza acida de los mismos. Todos los materiales sintetizados y modificados fueron evaluados en la oxidación catalítica de glicerol (GLY). De las distintas alternativas existentes en la revalorización de GLY, nos hemos centrado en la oxidación selectiva en fase liquida, con el fin de obtener productos de mayor valor agregado. En este trabajo se evalúan las zeolitas ZSM-11 mono y bimetálicas en la oxidación selectiva de GLY empleando O2 puro como oxidante, obteniéndose valores de conversión del orden de 64% mol, con un catalizador mono metálico de Pt-ZSM-11, y una selectividad a Ácido Láctico (LA) del 21% mol. Este resultado mejoró empleando unos catalizadores bimetálicos de Au-Pt-ZSM-11 obteniéndose selectividades a LA del 45 % mol.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 Carbonato de glicerol a partir de glicerol del biodiesel: una alternativa sustentable en biorrefinerías(2018) Bálsamo, Nancy Florentina; Crivello, Mónica Elsie; Montalbetti, Paula; Ferrero, Gabriel; Vasiliev, AlekseyEl crecimiento en la producción de biodiesel genera grandes cantidades de glicerol. El propósito de este trabajo es obtener, a partir de esta materia prima renovable, carbonato de glicerol utilizando como catalizadores óxidos mixtos con diferentes contenidos de Cs incorporado. Los óxidos metálicos mixtos son catalizadores básicos que se obtienen por descomposición térmica de los hidróxidos dobles laminares, nanoarcillas aniónicas sintéticas, de fácil síntesis y bajo costo. Precursores y óxidos pueden potenciar sus propiedades incorporando un tercer metal a la estructura, como Cesio. Los materiales se caracterizaron por sus propiedades estructurales, morfológicas, de composición y de sitios básicos. Se encontró la estructura característica de capas tipo brucita en los precursores y MgO periclase y Cs2O en los óxidos. Las áreas de los óxidos fueron mayores que las de sus precursores. Un aumento en la basicidad media del material con mayor contenido de Cs podría corresponderse con la mayor conversión de glicerolItem Diseño de nanoarcillas sintéticas para su utilización en la valorización de glicerol a carbonato de glicerilo(2020) Argüello, Dalma Sofía; Bálsamo, Nancy Florentina; Eimer, Griselda Alejandra; Crivello, Mónica ElsieLa 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 (CG) es una opción atractiva porque se lo considera como un sustituto verde de importantes compuestos derivados del petróleo. Debido a su baja toxicidad, índice de evaporación, inflamabilidad y a su capacidad de hidratación 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 (OMM) derivados de hidróxidos doble laminares (HDL), un tipo de nanoarcillas aniónicas sintéticas. Los HDL son de estructura laminar, cuando su composición es sólo Mg y Al, se los denomina hidrotalcita, de fórmula general: [M2+(1-x) M3+x (OH)2]x+ [Anx/n mH2O]x- M2+ y M3+ son cationes metálicos mono, di, tri y tetravalentes, mientras que A representa el anión compensador de cargas, generalmente carbonato, que junto con “m” moléculas de agua se ubican en el espacio interlaminar; x puede variar entre 0,17 y 0,33, dependiendo de la combinación de metales di y trivalentes. Las propiedades de los HDL están fuertemente influenciadas por la composición y naturaleza de los aniones y cationes. La incorporación de un tercer metal en la estructura permite modificar su comportamiento catalítico tanto en la actividad como en la selectividad. Los OMM alcanzan una composición homogénea a escala molecular y muestran un comportamiento particular comparado con los óxidos metálicos puros, debido a la combinación de distintas fases en la red molecular, presentan alta área superficial, estabilidad térmica y dispersión homogénea de la fase activa. En este trabajo se estudió la conversión catalítica de glicerol y etilencarbonato a CG utilizando OMM con distinto contenido de cobre, como catalizadores