Utilización del CO2 como co-solvente para la producción de biodiesel con gases densos

Este proyecto investiga la obtención de biodiesel mediante trans-esterificación con etanol en continuo utilizando fluidos supercríticos con co-solvente (CO2). Se pretende encontrar las condiciones de operación y determinar las velocidades de reacción y conversiones a esteres etílicos para compararlo con el proceso convencional. Actualmente, el biodiesel se ha convertido en una de las alternativas más prometedoras para solucionar las desventajas que presentan los combustibles fósiles y es por ello que se encuentra en continua investigación. Aquí, se va a llevar a cabo un proceso basado en reacciones de transesterificación con catálisis sólida ácida, con el fin de competir con los altos tiempos de reacción que tiene el proceso convencional y además, obtener mayor porcentaje de esteres etílicos reduciendo los procesos de purificación. Para ello es necesario realizar un primer estudio termodinámico que permita determinar el punto crítico de la mezcla (aceite-alcohol-CO2) para diferentes composiciones. Esto permite conocer las condiciones de operación del proceso que aseguran estar trabajando en condiciones supercríticas, escoger la composición de mezcla apropiada (condiciones críticas menos severas) y elegir un catalizador adecuado (que pueda soportar dichas condiciones). Una vez conocidas las condiciones de operación, se lleva a cabo un diseño de experimentos, del cual se obtiene la cinética de la reacción de transesterificación. Se discuten las condiciones obtenidas comparándolas con el proceso convencional

Preparación y caracterización de un material compuesto poli(uretano)/hidroxiapatita mediante separación de fases

Recientemente se han utilizado materiales porosos para la regeneración del tejido óseo, uno de los aspectos más importantes es contar con una morfología controlada la cual sirva como base y guía para el crecimiento del tejido. En este trabajo se han preparado poliuretanos y compositos poliuretano/hidroxiapatita por una separación de fase inducida térmicamente; por medio de la cual se pudieron producir materiales porosos con una morfología controlada y reproducible. La microestructura fue controlada por la variación en la concentración del polímero, temperatura de congelamiento, relación solvente/no solvente y co-solvente utilizado. Usando está técnica se pueden obtener materiales con un tamaño de poros desde unas cuantas micras hasta 200 mm. Debido a la porosidad interconectada y a la bioactividad que proporciona la hidroxiapatita pueden ser una alternativa para la regeneración del tejido óseo.Peer Reviewe

Recuperación de bisfenol-A a partir de policarbonato

El uso de policarbonato como producto de consumo masivo a nivel mundial se ha incrementado considerablemente durante la última década. Esto lleva consigo una preocupante generación de desechos de dicho polímero. Por ello, se tiene un fuerte interés en desarrollar formas de reciclaje que permitan, no sólo reducir el problema de sus desechos, sino también recuperar el monómero que lo compone para que este pueda ser reutilizado. Para esto, se estudió la despolimerización de policarbonato de bisfenol-A con calentamiento convencional por metanólisis usando tolueno como co-solvente en un medio básico, en presencia de un agente reductor y bajo atmósfera de nitrógeno. Se evaluaron los efectos del tiempo de reacción, temperatura, uso del agente reductor y atmósfera de nitrógeno, el proceso de recuperación del monómero, la proporción de solventes frente al policarbonato, el uso de dos fuentes de policarbonato (bidones y discos compactos) y el cambio de co-solventes (acetona y acetonitrilo). Se alcanzó un rendimiento de recuperación del monómero bisfenol-A de hasta 90% luego de 3 horas de reacción usando tolueno como co-solvente. También se demostró la posibilidad de reemplazar el tolueno por acetona o acetonitrilo. Además, se demostró que se podía realizar la reacción mencionada usando calentamiento por microondas. En este caso, se demostró que no es necesario el uso de un co-solvente y se alcanzó rendimientos de recuperación de BPA de hasta 92% en menos de 10 minutos de reacción. También se evaluó el poder de hinchamiento de diversos solventes sobre el policarbonato. Los solventes evaluados se indican a continuación en orden descendente según su poder de hinchamiento: tolueno, acetato de etilo, acetona, acetonitrilo y metanol. La reacción de despolimerización de policarbonato por metanólisis en microondas demostró ser mucho más eficiente que por calentamiento convencional, ya que se obtiene un mayor o igual rendimiento en un menor tiempo y sin utilizar co-solventes.Tesi

Study of the improvement of Cellulose processing using Ionic liquids

En esta tesis se han estudiado los principales aspectos del procesado de celulosa en medio líquido iónico y se ha determinado que los principales problemas asociados son que la elevada higroscopicidad del proceso, la elevada viscosidad y también la dificultad para recuperar el líquido iónico puro y reciclarlo. Se ha determinado experimentalmente la influencia del contenido de agua en la viscosidad de [Amim][Cl] y [Emim][Ac] a 298.15- 373.15 K y para xH2O < 0.35. Durante la estancia en (QUILL) Belfast se sintetizó un nuevo líquido iónico prótico capaz de procesar celulosa en condiciones suaves. Se estudió el uso del CO2 como co-solvente para reducir la viscosidad y favorecer el procesado de celulosa en [Bmim][Cl]. La presencia de CO2 no mejoró el proceso de hidrólisis y la producción de acetato de celulosa en [Bmim][Cl] utilizando anhídrido acético como reactivo acetilante se ve perjudicada por la presencia de CO2.Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio AmbienteDoctorado en Ingeniería Química y Ambienta

Extração de óleo essencial de hortelã (Mentha spicata L.) com misturas de solventes a alta pressão

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos.As plantas aromáticas são largamente utilizadas como medicamentos na medicina popular, e atualmente estão sendo estudadas devido às suas propriedades terapêuticas, entre elas antiinflamatória, antifúngica, antiviral e antioxidante, que dependem dos compostos biologicamente ativos presentes nessas plantas. A hortelã (Mentha spicata L) é uma planta aromática nativa da Europa, cujo óleo essencial tem aplicações em indústrias alimentícias, farmacêutica e de cosméticos. Dentre os diferentes métodos de extração para óleos essenciais, pode-se destacar a extração supercrítica (ESC), um processo de separação a alta pressão, livre de resíduos tóxicos, que não provoca degradação térmica aos extratos e conserva as características organolépticas do produto, além das técnicas a baixa pressão, conhecidas como processos convencionais. Assim, o objetivo do presente trabalho foi a obtenção de óleo essencial de hortelã (Mentha spicata L) através das seguintes técnicas de extração: ESC (com e sem co-solvente), hidrodestilação e extração Soxhlet, visando a determinação do rendimento de processo, da composição química e da atividade antioxidante dos extratos. O resultado das extrações a baixa pressão contribuíram para a escolha dos co-solventes aplicados nas extrações a alta pressão com CO2, empregados para promover o aumento no poder de dissolução do solvente supercrítico e/ou o controle da seletividade do processo. As condições de operação para ESC com CO2 foram de 30, 40 e 50ºC e pressões variando de 100 a 300 bar. O melhor rendimento (2,38%) foi obtido na condição de 300 bar e 50ºC. Na ESC com co-solvente foram utilizados dois co-solventes: o etanol e o acetato de etila, nas concentrações de 10, 15 e 20% em massa, e condição de 200 bar e 40ºC. O etanol apresentou maiores rendimentos do que o acetato de etila. A inversão das isotermas a 40 e 50ºC na ESC com etanol foi determinada com 20% de co-solvente, variando-se a pressão de operação. Para entender a cinética de extração do sistema óleo de hortelã + CO2 supercrítico, foram empregados três modelos: o Modelo de Difusão, apresentado por REVERCHON (1997), que faz analogia à transferência de calor, e dois modelos baseados no balanço de massa diferencial: Modelo de Sovová, proposto por SOVOVÁ (1994) e o Modelo Logístico (LM), apresentado por MARTÍNEZ et al (2003). Os modelos de Difusão e Logístico se ajustaram melhor aos dados experimentais do que o modelo de Sovová

A supercritical fluid extraction process to obtain valuable compounds from Eruca sativa leaves

Supercritical carbon dioxide extraction of glucosinolates, flavonoids and lipids from leaves of rocket salad (Eruca sativa) is presented in this work. SC-CO2 extraction has been compared with Soxhlet extraction method. A conceptual design of an industrial scale application has been performed using the software Aspen PLus 7. An evaluation of the economic feasibility of the process has been performe

Simulación del proceso de producción de biodiesel a partir de aceites vegetales

Se realizó la simulación del proceso de producción de biodiesel bajo condiciones súper-críticas utilizando el programa Aspen Plus, y basando las condiciones de operación en el sistema experimental utilizado a escala piloto. El objetivo principal de la investigación es modelar la composición y el comportamiento de distintos aceites bajo las condiciones utilizadas a escala piloto, con el propósito de evaluar las propiedades y la composición del combustible obtenido, así como el consumo energético del proceso simulado. La reacción en escala piloto se llevó a cabo en un reactor continuo a 190ºC y 250 bar. La relación molar metanol: aceite utilizada fue de 25:1, empleando dióxido de carbono como co-solvente. La reacción se llevó a cabo para los aceites de Crotón, Linaza, Girasol, Soja, Maíz y Canola cuya composición fue aproximada a cuatro triglicéridos: trioleina, trilinoleina, tripalmitina y triestearina. Para ello, se estimaron las propiedades de estos triglicéridos y de sus correspondientes ésteres metílicos y se introdujeron al simulador. El modelo simulado permite estimar la composición del biodiesel producido de acuerdo con la composición del aceite utilizado, así como también la densidad y la viscosidad del combustible, de acuerdo con la composición del mismo y el rendimiento esperado. Asimismo, el consumo de energía del proceso simulado es menor al reportado previamente en la literatura para procesos de producción de biodiesel en condiciones súper-críticas. El uso de dióxido de carbono como co-solvente permite disminuir el punto crítico del metanol y utilizar condiciones de reacción menos severas, resultando en una disminución de los requerimientos energéticos del proceso

Emprego de técnicas de extração a alta e baixa pressão para obtenção de polifenóis antioxidantes do subproduto agroindustrial de maçã

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos.O bagaço de maçã é o resíduo industrial oriundo da produção de suco, apresenta baixo valor comercial, sendo que anualmente no Brasil cerca de 22 mil toneladas deste material são destinadas para a alimentação animal ou utilizadas como adubo orgânico. A investigação das propriedades biológicas, isto é da atividade antiinflamatória, antioxidante e cardioprotetora de subprodutos agroindustriais tem sido o escopo de diversas pesquisas no mundo, devido à presença de compostos bioativos remanescentes no resíduo do beneficiamento. A extração de compostos naturais de matrizes vegetais pode ser realizada através de técnicas convencionais como a extração soxhlet e seqüencial que utilizada solventes orgânicos líquidos ou ainda através de métodos alternativos como a extração supercrítica (ESC) que utiliza o dióxido de carbono (CO2) como solvente. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi a obtenção de extratos de bagaço de maçã via extração supercrítica utilizando como solvente o CO2 puro e CO2 com co-solvente, bem como a comparação desses com extratos obtidos através da extração soxhlet e seqüencial em termos de rendimento do processo, conteúdo fenólico, capacidade antioxidante e perfil químico visando a re-utilização dos polifénois antioxidantes remanescentes na biomassa de descarte. As técnicas convencionais foram realizadas com os solventes hexano, éter etílico, acetona, etanol e água, sendo que o maior rendimento de extração (37,3 ± 0,8)% e conteúdo fenólico (402 ± 18 mg GAE/100 g) foi obtido através da extração soxhlet com etanol. Diferentes condições de temperatura (30, 40 e 50ºC) e pressão (150, 200 e 250 bar) foram empregados na obtenção dos ESC, sendo que o maior rendimento, 4,1 ± 0,1% (m/m), foi atingido a 250bar e 50ºC. A ESC com co-solvente foi realizada a 150 bar e 30ºC empregando concentrações de 5 e 10% (m/m) de etanol, e acetona a 5% (m/m). Os extratos supercríticos com co-solvente e com CO2 puro nas condições de 150 bar e temperaturas de 30, 40 e 50ºC demonstraram uma maior atividade antioxidante no sistema ß-caroteno/ácido linoléico. O extrato acetônico obtido através da técnica soxhlet apresentou a maior atividade antioxidante (49,5 ± 0,5 µM/g TEAC) no método ABTS. Os ácidos caféico, sináptico e clorogênico foram alguns dos compostos químicos identificados nos extratos, assegurando assim, o bagaço de maçã como fonte de polifenóis antioxidantes. Para o estudo cinético das curvas de ESC foram utilizados dois modelos de transferência de massa, ambos baseados no balanço de massa do leito de extração. O modelo de Martínez forneceu o melhor ajuste para os dados experimentais das curvas de ESC do bagaço de maçã

Influencia del agua en la esterificación enzimática de ketoprofeno racémico con etanol sin co-solvente agregado

Las lipasas son las enzimas más comúnmente usadas para producir dexketoprofeno mediante resolución cinética. Este isómero es farmacológicamente activo, por lo que su obtención de forma pura disminuiría los efectos adversos del AINE

Influencia del agua en la esterificación enzimática de ketoprofeno racémico con etanol sin co-solvente agregado

Las lipasas son las enzimas más comúnmente usadas para producir dexketoprofeno mediante resolución cinética. Este isómero es farmacológicamente activo, por lo que su obtención de forma pura disminuiría los efectos adversos del AINE. En reacciones enzimáticas, el agua ayuda a mantener la conformación tridimensional catalíticamente activa de las enzimas, contribuye a la estabilidad y flexibilidad proteica. Sin embargo, presenta algunos aspectos negativos como inhibición e influencia en la enantioselectividad. Por esto, es fundamental la determinación de la cantidad óptima de agua.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada