glicerol: sustentabilidad del biodiesel y...
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GLICEROL: SUSTENTABILIDAD DEL BIODIESEL Y MATERIA PRIMA DE BIORREFINERÍA
M.A. D’Angelo, A.A. Iglesias, R.N. Comelli, C.A. García, R.O. Aquilano, G.T. Olivera, L.R. Ferrari y R.A. Comelli
* INCAPE – Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica – (FIQ-UNL, CONICET) * IAL – Instituto de Agrobiotecnología del Litoral – (FBCB-UNL, CONICET) * Departamento de Medio Ambiente (FICH-UNL) * Carlos Alberto García S.A. * SECTeI – Secretaría de Estado de Ciencia, Tecnología e Innovación – (Gob. Prov. Santa Fe)
Santa Fe (Santa Fe, Argentina).
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BIORREFINERIA Instalación productiva donde
se transforma biomasa en energía y bioproductos.
ENERGIA
BIOMASA BIOCOMPUESTOS
BIOCOMBUSTIBLES BIODIESEL
GLICEROL
Introducción – Problemática general Creciente interés: fuentes de materias primas alternativas biomasa: por abundancia y posibilidad de renovación
ventajas potenciales …
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Producción de biodiesel
Glicerol
(2006) Problema = oportunidad
“Subproducto” o “CO-PRODUCTO” ??...
BIOLOGICA-MOLECULAR
IAL
(FBCB-UNL, CONICET)
AS + 3 CH3OH BD + Glicerol (10% p/p)
QUIMICA-CATALITICA
INCAPE
(FIQ-UNL, CONICET)
RUTAS PARA SU TRANSFORMACION
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Valorización del Glicerol Compuesto químico con tres grupos hidroxilo alcohólicos hidrofílicos
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OBJETIVO GENERAL Desarrollar estrategias tecnológicas para transformar en forma sustentable glicerol en compuestos de aplicación industrial con alto valor agregado, como
DHA, acetol, propanodioles, azúcares-alcoholes, ácido láctico y metanol, así como compuestos con poder energético, como hidrógeno, gas de síntesis y éteres de glicerol.
Diseñar y desarrollar herramientas para optimizar procesos de conversión de glicerol, empleando catalizadores, microorganismos y enzimas, evaluando la factibilidad de desarrollar protocolos con herramientas mixtas (químicas y biológicas) o estrategias diferentes según origen del glicerol, capacidad del productor y destino del producto.
Interactuar proactivamente con el sector productivo y los organismos estatales de ciencia y tecnología para afianzar estrategias para la transferencia de resultados.
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Productos con Valor Agregado
MP para Biorrefinería
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Oxidación selectiva dihidroxiacetona
Reducción selectiva propilenglicol
Deshidratación monohidroxiacetona
Reducción selectiva 1,3-propanodiol
Oxidación ácido láctico
Reacción estudiada Producto con valor agregado
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Productos con Valor Energético
MP para Biorrefinería
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Reacción estudiada Producto con valor energético
Reformado en fase gas hidrógeno
Reformado en fase gas gas de síntesis
Hidrogenólisis metanol
Eterificación éteres de glicerol
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Glicerol
Biodiesel
Cultivos
Residuo celulósico
Celulasas
Lipasas
Microalgas Otros MicroorganismosAceites
MetabolitosDHA
1,3-PD
Hidrógeno
Glicerol
Biodiesel
Cultivos
Residuo celulósico
CelulasasCelulasas
LipasasLipasas
Microalgas Otros MicroorganismosAceitesAceites
MetabolitosMetabolitosDHADHA
1,3-PD1,3-PD
HidrógenoHidrógeno
RUTAS BIOLOGICAS-MOLECULARES
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Biomasa microbiana (producción de proteínas recombinantes, etc.)
1,3-PDO: producido por enterobacterias: Klebsiella spp.; Citrobacter spp.
DHA: producida por bacterias del ácido acético (Gluconobacter oxydans) o bacterias recombinantes [E.coli BL 21 (DE3) pET221b/EcgldA]. Acoplamiento a transformación de fructosa en azúcares-alcoholes.
Glicerol
Detalles relacionados a los proyectos en curso
Cultivos heterotróficos de Chlorella sp.: Desarrollo de formulaciones de medios de cultivo a base de glicerol y azúcares obtenidos por hidrólisis química y enzimática (celulasas) de materiales celulósicos.
Microalgas
Hidrógeno: producido por fermentación (enterobacterias).
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RESULTADOS destacados
Patentes Un catalizador de oxidación selectiva de glicerol a dihidroxiacetona y un proceso para su elaboración.
Patente Argentina P20100103278 (Fecha de presentación 07/09/2010)
Un proceso catalítico para la producción de propilenglicol a partir de glicerol, un catalizador y un proceso para elaborar dicho catalizador. Patente Argentina P20140104696 (Fecha de Presentación: 17/12/2014)
Convenios con Empresas Energías alternativas, Biocombustibles y Biorrefinerías. (2014 - vigente).
Producción de Plastificantes para PVC de Origen Renovable. (2013 - vigente)
Preparación y caracterización de catalizadores soportados para tratar alquitranes de la termoconversión de aserrín enriqueciendo la corriente de gas en hidrógeno (2012 – vigente)
Estudio de factibilidad técnica-económica de producción de propilenglicol a partir de glicerol. (2011-12)
Estudio de reacciones químicas en la obtención de químicos finos a partir de MP renovables. (2010)
Obtención de monohidroxiacetona. (2009-10) Capítulos de libros Beccaría, Iglesias, Comelli. The Pauper and The Prince: Glycerol in a view from biofuels and
biorefineries. Chapter 4. Book “Glycerol: Production, Structure and Applications”. Ed. Nova Science Publishers, N.Y. (2012). pp. 113-137.
Comelli. “Glycerol, the Co-Product of Biodiesel: One key for the Future Bio-Refinery” Chapter 16. Book “Biodiesel – Quality, Emissions and By-Products”. Ed. Intech Open Access Publisher, Croatia. (2011). pp. 257-282.
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Proyectos con vinculación con actores productivos
Desarrollo de herramientas químicas y biológicas para la valorización del glicerol. CAI+D 2008-Orientado. UNL (12/08 - 11/10) y SECTeI (01/09 - 12/09). Actor Productivo: CAGSA
Desarrollo de catalizadores para producción de químicos finos a partir de materias primas renovables. SECTeI (12/09-11/10). Actor Productivo: QUIMFINA S.R.L.
Aplicación de herramientas químicas y biológicas para la valorización del glicerol. CAI+D 2010-Orientado.
UNL. (01/11 - 12/12). Actor Productivo: BOLZAN S.A.
Valorización del glicerol: Desarrollo de procesos de biorrefinerías con el uso de herramientas químicas y biológicas. SECTeI (01/12 - 12/13). Actor Productivo: ASAGA
Innovación, competitividad y sustentabilidad en la producción de biodiesel. SECTeI (01/12 - 12/13). Actor Productivo: UNITEC BIO S.A.
Producción sustentable de gas de síntesis como fuente alternativa de energía, utilizando glicerol como materia prima renovable. SECTeI (01/13 - 12/14). Actor Productivo: CAGSA
Desarrollo de catalizadores para obtener fuentes de energía alternativa por tratamiento de corrientes de procesos de pirólisis/gasificación de residuos de la industria forestal y de aserrines. Convocatoria Vinculación Tecnológica ...para el Desarrollo Energético “Ingeniero Enrique Mosconi”. Secretaría de Políticas Universitarias. (01/14 - 05/15). Actor Productivo: PARQUE TECNOLOGICO MISIONES S.A.
Sustentabilidad e innovación en la producción de plastificantes para PVC de origen renovable. C.A.I.+D.-Orientado 2012. UNL. (06/13 - 05/15). Actor Productivo: VARTECO QUIMICA PUNTANA S.A.
GLICOLES: Producción de glicoles a partir de glicerol en entorno de biorrefinería. FONARSEC – FITS AGROINDUSTRIA - BIOREFINERÍAS 2013. (2015-2017). Actores Productivos: VQP S.A. E Y-TEC.