Proyectos
Valorización de aceite usado de cocina en biorefinerias - Epoxidación usando resinas de intercambio como catalizador
Resumen
Durante la fritura, los aceites vegetales y las grasas se degradan convirtiéndose en aceites de cocina usados (ACUs) no comestibles, tóxicos y problemáticos. Solo en la ciudad de Bogotá, se generan alrededor de 45000 t/año de ACUs que se vierten de forma inadecuada en sifones o en los residuos sólidos. En ambos casos se produce una serie de problemas sociales, ambientales, económicos y de salud pública. Actualmente los ACUs se recolectan y utilizan en la producción de biocombustibles (i.e. biodiesel, HVO) bajo esquemas altamente subsidiados, lo que representa un riesgo para la sostenibilidad de la cadena de recolección. Además, el uso de biodiesel está en declive debido a la prohibición de motores diésel en algunas ciudades y a la creciente electrificación de la flota vehicular. Como alternativa, se propone el uso de ACUs como materia prima en biorefinerías para obtener productos de mayor valor agregado, en particular biopolímeros. Se ha demostrado que los ACUs se pueden utilizar para la producción de epóxidos oleoquímicos. Éstos se utilizan como plastificantes y en la fabricación de polímeros, y se producen a partir de aceites comestibles como soya, girasol y linaza. En este sentido, el uso de ACUs ayudaría a mitigar los impactos de la mala disposición, a generar oportunidades de crecimiento bajo modelos de economía circular y a reducir el consumo de aceites comestibles en la industria oleoquímica. El proyecto ECOSNORD Colombia-Francia con el que se alinea esta propuesta, y que se realiza en el marco de una co-tutela de tesis de doctorado, evalúa la epoxidación de ACUs usando un catalizador (heteropoliácido) y una ruta de proceso novedosos. En dicho trabajo se evidenció que el uso de las resinas de intercambio como co-catalizador puede mejorar sustancialmente la eficiencia del proceso. Sin embargo, se requiere determinar el tipo de resina más adecuado y su actividad para poder entender el efecto combinado con los heteropoliácidos. Sumado a lo anterior, se requiere determinar el potencial impacto de las impurezas del ACU sobre la actividad de la resina. Este proyecto pretende estudiar la epoxidación de ACUs usando resinas de intercambio como catalizador. Se evaluará la reacción de epoxidación con peróxidos, usando ácido peracético como intermedio. Se estudiará el efecto de la temperatura, carga de catalizador, relación H2O2/ACU, y relación ácido acético/H2O2, y se construirá un modelo cinético útil en el escalamiento del proceso. Dicho modelo se implementará en un software de simulación de procesos para determinar las mejores condiciones de operación y evaluar de forma preliminar la factibilidad técnica y económica del proceso. Los resultados del proyecto podrían favorecer la sostenibilidad de las ciudades al viabilizar el aprovechamiento de residuos de ACUs disminuyendo su impacto ambiental. El proyecto contará con el apoyo del profesor Benjamin Katryniok de Centrale Lille, en la caracterización de catalizadores y productos obtenidos. Para ampliar la red de colaboradores, se realizará una cátedra internacional (i.e. curso de posgrado) sobre diseño de procesos y optimización en biorefinerías. El curso contará con investigadores de universidades de España, México, USA y del profesor Katryniok. Además el proyecto apoyará una estancia en Francia para una docente/investigadora colombiana que no estaba incluida en el proyecto ECOSNORD. Esto permitirá fortalecer la interacción con otros docentes del departamento para realizar proyectos de investigación en colaboración internacional. Los resultados serán presentados en la cátedra internacional, en un congreso internacional y en un artículo científico. Igualmente se espera promover la formación de investigadores a través de la participación de 2 estudiantes de pregrado, 1 estudiante de maestría y 1 estudiante de doctorado. Finalmente se espera trabajar en la presentación de una propuesta de investigación en conjunto con el grupo de investigadores de las instituciones involucr
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria Nacional para el Apoyo a Proyectos de Investigación, Creación artística e Innovación con Financiación Internacional - 2023
Modalidad:Fortalecer los procesos de internacionalización de la investigación en la Universidad Nacional de Colombia
Responsable