Foto-oxidación catalítica de glicerol

Abstract

El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo general determinar la factibilidad de oxidar selectivamente al glicerol en condiciones atmosféricas. Para ello se empleó un Reactor Foto-Catalítico Anular con Chaqueta (ReFoCAC) equipado con un agitador, una bomba de recirculación y una lámpara UV de 8 W y 254 nm de longitud de onda. Las variables que se investigaron son: concentración inicial de glicerol, la masa del catalizador, el tiempo de irradiación, flujo volumétrico de oxígeno, temperatura del medio de reacción y el pH durante el tiempo de reacción. El catalizador empleado fue el dióxido de Titanio (TiO2 – Degussa P25). Las variables de respuesta que se obtuvieron fueron: el contenido de carbono orgánico total (COT) y la concentración del producto de reacción (gliceraldehído).

Se diseñó y construyó el reactor ReFoCAC con una relación específica de 20:1 entre la altura “libre” de volumen de reacción y el ánulo del reactor. Se determinó la agitación óptima con la para distribuir de manera más eficiente tanto reactivos como productos. Se estudió y se determinó el producto de reacción: el gliceraldehído. Para ello se realizaron análisis tanto cualitativos como cuantitativos utilizando las técnicas de espectroscopia en el infrarrojo y espectroscopia UV-Vis. Una vez realizados dichos análisis se prosiguió al estudio de las variables y su comportamiento, determinando los rangos de operación para la obtención de un máximo en la concentración del producto de reacción. Se estudió la reacción de foto-oxidación catalítica de glicerol mediante el efecto de la masa del catalizador de TiO2 en proporciones de 0, 5, 10, 20, 30, 50 mg por cada 100 ml de solución reactante. Se realizaron experimentos variando la temperatura (11, 25, 30 y 43°C ) del medio de reacción. El efecto del flujo volumétrico de oxígeno se estudió en el rango de 20 - 200 ml /min. Se concluyó que esta variable favorece la mineralización del glicerol y por lo tanto no es conveniente realizar el proceso con oxígeno. La concentración inicial del glicerol se varió en el rango de 50-500 mM. A partir de los resultados obtenidos se concluyó que es factible la utilización del reactor ReFoCAC para el estudio de las variables de reacción así como también la obtención de subproductos económicamente viables, como lo es el gliceraldehído. A pesar de que se utilizó el glicerol grado reactivo, se comprobó la posibilidad de re-utilizar dicho producto, que por lo general en la actualidad está siendo obtenido posterior a la transesterificación de ácidos grasos para la obtención del Biodiesel.