Producción de ácido láctico por medio de la reacción de glicerol sobre un catalizador elaborado a partir de residuos de la industria del aluminio
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2023
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Resumen
Se obtuvo alúmina en fase gamma para su uso como soporte en catálisis, de dos residuos distintos de la industria del aluminio, lodos residuales del proceso de anodizado y escoria de fundición. De acuerdo con los análisis XRD hechos a las alúminas obtenidas, se confirmó la formación de la fase gamma y mediante un análisis de fisisorción de N2 se encontró que la alúmina obtenida de los lodos presenta un área superficial de 136,585 m2/g, una moda en la distribución del tamaño de poro de 9,098 nm, un tamaño de poro promedio de 10,3708 nm y un volumen de poro acumulado de 0,345 cm3/g. Se prepararon 4 catalizadores con la alúmina obtenida: 10%Cu/MgO-Al2O3, 10%Cu/CaO- Al2O3 y 10%Cu/TiO2-Al2O3, para una primera fase y de 10%Cu/MgO-CaO-Al2O3 para una segunda fase. Estos fueron preparados con el método de impregnación húmeda y calcinados después de ser impregnados. Los catalizadores se utilizaron para la conversión de glicerol a ácido láctico en fase acuosa, a las condiciones de (220-230) °C, 1,5 h de tiempo, agitación de 100 rpm, 0,5 g de catalizador y concentraciones iniciales de 1,1 mol/L de NaOH y 1,0 mol/L de glicerol. Se utilizaron dos presiones de carga del reactor de 100 kPa y 1100 kPa con N2. Los mejores resultados se obtuvieron con el catalizador de 10%Cu/MgO-Al2O3, con el cual se obtuvo una concentración final de ácido láctico y conversión de glicerol de (23,4 ± 1,0) g/L y 72,6 ± 1,6) %, respectivamente, utilizando la presión de carga de 1100 kPa. Se observó que la producción de ácido láctico disminuyó al utilizar los catalizadores sin reducir, y al aumentar la presión de carga para el caso de los catalizadores con CaO y TiO2, pero aumentó al aumentar la presión para el catalizador con MgO. Por último, se hizo una caracterización de los catalizadores y del ácido láctico obtenido en la reacción. Por medio de análisis SEM-EDX, se observó que el catalizador de CaO presenta una forma esférica...
Descripción
Proyecto de graduación (licenciatura en ingeniería química)--Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química, 2023
Palabras clave
ACIDO LACTICO - PRODUCCION, ALUMINIO - RESIDUOS, APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS, CATALISIS, CATALIZADORES, ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJOS, GLICERINA - PRODUCTOS DERIVADOS, OXIDO DE ALUMINIO, RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR, TERMOGRAVIMETRIA