Valorización del glicerol hacia la producción de ácido láctico empleando catalizadores nanoestructurados. (2017)
Actualmente, debido al incremento en el precio del petróleo, la disminución de las reservas de combustibles fósiles y las implicaciones ambientales relacionadas con el uso de estos, han llevado a que se genere una tendencia mundial al aumento del uso de biocombustibles, lo cual ha traído como consecuencia directa una sobreoferta de glicerol, el cual es un subproducto generado durante la producción del biodiesel. Una de las alternativas para usar el glicerol es transformarlo químicamente en derivados de gran valor agregado a nivel industrial y/o energético. La molécula de glicerol es altamente reactiva y por lo tanto el glicerol puede ser utilizado como plataforma para la obtención de un gran número de compuestos para diferentes aplicaciones. Por ejemplo, uno de los principales productos que se pueden obtener a partir del glicerol es el ácido láctico, el cual es conocido como una de las 12 moléculas plataforma, a partir de la cual se pueden generar gran cantidad de bio-productos de gran interés industrial. En la actualidad los procesos de producción de ácido láctico se basan en la fermentación de varias fuentes de carbohidratos, sin embargo la dificultad en la recuperación de este producto en este tipo de procesos, tiene un alto impacto en su costo, por lo cual se hace necesario el estudio de procesos alternativos para su producción. La obtención del ácido láctico a partir del glicerol, se constituye en un proceso que podría representar múltiples ventajas en relación a los procesos fermentativos, debido a que se puede plantear a futuro el empleo directo de glicerol crudo como reactivo sin realizar un proceso previo de separación para eliminar impurezas. La transformación de glicerol en ácido láctico ha sido estudiada en fase acuosa, sin embargo las drásticas condiciones de trabajo, representadas en altas temperaturas y alta basicidad, suponen un ambiente muy corrosivo, desfavorable para los reactores y conduce a una baja selectividad. En este sentido, se ha propuesto el uso de catalizadores heterogéneos, en una apuesta que busca trabajar a condiciones de reacción más suaves. Hasta el momento los catalizadores que han mostrado mejores resultados para la conversión del glicerol a ácido láctico son a base de metales nobles. Sin embargo el alto precio de los metales nobles, cuyas reservas son cada vez más escasas en nuestro planeta, hace el proceso aun inviable a nivel económico. Los estudios realizados demuestran que los catalizadores heterogéneos utilizados presentan en general bajas conversiones y selectividades por lo tanto es necesario el desarrollo de catalizadores a base de metales como el oro o metales de transición. Estos catalizadores representan un gran reto ya que deben ser altamente selectivos a altas velocidades de reacción, además ser estables bajo el medio de reacción para la transformación de glicerol en ácido láctico a bajas temperaturas y bajas relaciones molares base/glicerol. En la actualidad, los catalizadores heterogéneos a base de partículas de oro soportadas han atraído gran interés, debido a que se ha encontrado que las partículas de oro de tamaño nanométrico (2-5 nm) o clusters (< 2 nm) son altamente activas para catalizar una gran cantidad de reacciones, entre las cuales se encuentran aquellas que involucran la trasformación de glicerol y la biomasa. Por lo anterior, en este trabajo se propone la valorización de glicerol hacia ácido láctico empleando nanocatalizadores en los cuales la fase activa estará compuesta de nanopartículas de oro o bimetálicas: oro y metales de transición tales como el cobre, el níquel o el cobalto. A su vez, se emplearan como soportes óxidos con partículas de tamaño nanométrico o con mesoporosidad ordenada tales como sílica, carbón, óxido de titanio o alúmina. Se espera que los resultados de esta investigación aporten conocimiento clave sobre la valoración de glicerol a ácido láctico, que podrá ser usado en múltiples aplicaciones.