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).

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 …

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

Valorización del Glicerol Compuesto químico con tres grupos hidroxilo alcohólicos hidrofílicos

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.

Productos con Valor Agregado

MP para Biorrefinería

Oxidación selectiva dihidroxiacetona

Reducción selectiva propilenglicol

Deshidratación monohidroxiacetona

Reducción selectiva 1,3-propanodiol

Oxidación ácido láctico

Reacción estudiada Producto con valor agregado

Productos con Valor Energético

MP para Biorrefinería

Reacción estudiada Producto con valor energético

Reformado en fase gas hidrógeno

Reformado en fase gas gas de síntesis

Hidrogenólisis metanol

Eterificación éteres de glicerol

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

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).

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.

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.

rcomelli@fiq.unl.edu.ar

MUCHAS GRACIAS POR LA ATENCION