Biosinteză glicerol carbonatului din bio-glicerol

Cuprins disertație Cum descarc?

PARTE TEORETICA 3
1. INTRODUCERE  3 
2. CE ESTE BIO-GLICEROLUL 4
3. UTILIZAREA BIOGLICEROLULUI IN SINTEZA FINA 6
4. GLICEROL CARBONATUL 11
5. METODE DE SINTEZA PENTRU GLICEROL CARBONAT 13
5.1 Metode de sinteza folosind catalizatori anorganici 13
5.2 Metode de sinteza in mediu neconventional 25
5.3 Metode de sinteza folosind biocatalizatori 26
Referinte bibliografice  30
PARTE EXPERIMENTALA 35
1. SCOPUL LUCRARII  35
2. MATERIALE SI INSTRUMENTE UTILIZATE 36
3. METODA DE LUCRU  36
4. REZULTATE SI DISCUTII  38
5. CONCLUZII  48
Referinte bibliografice  49

Extras din disertație Cum descarc?

Traim o era dominata de necesitatea descoperirii de noi surse regenerabile de energie a caror utilizare sa nu aduca un prejudiciu mediului inconjurator ci, chiar mai mult, sa permita crearea unui parteneriat intre productia de energie si Chimia Verde [1]. In acest context, biomasa, sursa regenerabila de carbon, are un loc important in noul portofoliu al surselor de energie pentru un viitor previzibil. Un exemplu in acest sens este biomasa produsa in industria alimentara care, desi constitue reziduu in procesul de fabricare al alimentelor, este considerata hrana pentru industria energetica. Astfel, uleiul rezidual generat de fast-food-uri poate fi reutilizat pentru generare de energie prin transformarea acestuia in biodiesel [2]. Uleiul vegetal crud (nerafinat) cat si anumite tipuri de plante sunt, deasemenea, biocarburanti in fabricarea biodiesel-ului. In prezent exista o strategie politica la nivel European care incurajeaza utilizarea biocarburantilor pentru industria energetica. Acelasi proces biodiesel, face ca sursa de energie sa produca si bio-glicerol ca produs secundar, utilizat ca precursor pentru obtinerea unor produse chimice valoroase si folosite pe scara larga, intitulate generic produse de biorafinarie.
Biorafinaria este un nou concept al zilelor noastre analog rafinariei petrolului (carburanti si produse petroliere). In domeniul biorafinariei sunt inclusi carburantii, energia si chimicalele generate in urma procesului de conversie a biomasei. Astfel, industria biorafinariei este identificata ca o ramura de viitor a industriei care se bazeaza pe bio-resurse. Toate acestea sunt doar cateva aspecte din realitatea cotidiana in care conceptul de energie este strans legat de conceptul de biomasa si biorafinarie.
Astfel, s-a lansat ideea valorificarii bio-glicerolului avand rol de precursor al unui produs de biorafinarie, glicerol carbonatul. 
 
2. CE ESTE BIO-GLICEROLUL
Din punct de vedere semantic, Bio-Glicerolul deriva de la cuvantul glicerol avand atasat sufixul bio (forma scurta a cuvantului biologic). Pentru a intelege ce este Bio-Glicerolul, o sa discutam mai intai despre Glicerol.
Glicerolul, este o molecula organica izolata inca din anii 2800 i.e.n. prin incalzirea grasimilor in amestec cu cenusa (in procesul producerii sapunului) si reprezinta o substanta chimica industriala cu zeci de aplicatii (Fig. 1) [3]. 
Figura. 1 Piata glicerolului (volume si uz industrial).
Glicerolul (1,2,3- propantriol sau glicerina) este un alcool trihidric. Este un lichid siropos, incolor, inodor si dulceag la gust. Se topeste la 17.8oC, fierbe cu descompunere la 290oC si este miscibil cu apa si etanolul [4]. Formula chimica pentru glicerol esteprezentata in figura 2.
Figura 2. Formula chimica a glicerolului.
Glicerolul este si higroscopic (absoarbe umididatea din aer) proprietate ce-l face valoros ca si umidificator in industria cosmetica. Este prezent in forma esterilor sai (gliceride de tipul mono-, di- si tri-gliceride) in toate grasimile si uleiurile animale si respectiv vegetale [4].
Incepand cu sfarsitul anilor 1940 e.n., in urma descoperirii substantelor tensioactive sintetice, glicerolul a fost obtinut din epiclorohidrin (obtinut la randul sau din propilen - deci din petrol) si pentru o buna perioada de timp a fost sintetizat in cantitati mari, deoarece marile companii chimice prevazuzera o criza de glicerol si au initiat astfel productia sintetica a acestuia [3]. Intre timp, costrangerile economice au facut ca interesul pentru producerea glicerolului la scara mare sa scada.
In zilele noastre, preocuparile legate de mediul inconjurator precum si cele politice genereaza un interes din ce in ce mai crescut asupra generarii de combustibili alternativi, regenerabili, cum ar fi producerea de bio-diesel din uleiuri vegetale prin transesterificare. Inainte de recenta crestere a pretului petrolului, costurile de productie mari, faceau bio-combustibilii neprofitabili fara sucventii din partea guvernelor respective. In ultima decada insa, bio-diesel-ul a devenit un combustibil viabil precum si un inlocuitor al sulfului ca aditiv in combustibilii fosili, al carui continut este scazut progresiv in conformitate cu legislatia mediului inconjurator ce este din ce in ce mai restrictiva in aceasta privinta [3]. 
Astfel, productia bio-diesel-ului la nivel mondial a cunoscut o crestere exploziva si in acest context, bio-glicerolul este cel mai important produs secundar in productia bio-diesel-ului din biomasa [5].
 
3. UTILIZAREA BIOGLICEROLULUI IN SINTEZA FINA
In ultimii ani s-a dezvoltat un interes crescand pentru utilizarea rezervelor de hrana regenerebile [6]. Astfel, grasimile si uleiurile obtinute, fara a concura cu cele necesare industriei alimentare, pot devenii niste factori importanti in industria chimica pentru viitorul apropiat. Costurile competitive, disponibilitatea la nivel mondial si functionalitatea intrinseca face ca acestea sa fie foarte atractive pentru un numar mare de aplicatii comerciale. Una dintre aplicatii este si producerea bio-diesel-ului prin transesterificare cu metanol sau etanol [7].

Fisiere în arhivă (3):

 Biosinteza glicerol carbonatului din bio-glicerol.docx
 Biosinteza glicerol carbonatului din bio-glicerol.pptx
 Foaia_de_titlu dizertatie.docx

Imagini din acest disertație Cum descarc?

Bibliografie

[1] J. H. Clark, V. Budarin, F. E. I. Deswarte, J. J. E. Hardy, F. M. Kerton, A. J. Hunt, R. Luque, D. J. Macquarrie, K. Milkowski, A. Rodriguez, O. Samuel, S. J. Tavener, R. J. White and A. J. Wilson, Green Chemistry 2006, 8, 853-860.
[2] www.biodiesel.org.
[3] M. Pagliaro, R. Ciriminna, H. Kimura, M. Rossi, and C. Della Pina, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 4434 - 4440
[4] N. Pachauri, B. He, 2006. Value-added Utilization of Crude Glycerol from Biodiesel Production: A Survey of Current Research Activities. ASABE Paper No. 066223. St. Joseph, Mich.: ASABE.
[5] M. A. Dasari, P. P. Kiatsimkul, W. R. Sutterlin and G. J. Suppes, Applied Catalysis A: General 2005, 281, 225-231.
[6] A. Corma, S. Iborra, A. Velty, Chem. Rev. 107 (2007) 2411.
[7] M. J. Climent, A. Corma, P. De Frutos, S. Iborra, M. Noy, A. Velty, P. Concepcion, Journal of Catalysis 269 (2010) 140 - 149
[8] J. H. Clark, V. Budarin, F. E. I. Deswarte, J. J. E. Hardy, F. M. Kerton, A. J. Hunt, R. Luque, D. J. Macquarrie, K. Milkowski, A. Rodriguez, O. Samuel, S. J. Tavener, R. J. White, A. J. Wilson, Green Chem. 2006, 8, 853.
[9] M. Aresta, A. Dibenedetto, F. Nocito, C. Ferragina, Journal of Catalysis 268 (2009) 106 - 114
[10] National Biodiesel Board. 2006. http://www.nbb.org/pdf_files/fuelfactsheets/Production Graph_Slide.pdf. Accessed on July 5, 2006.
[11] http://www.ebb-eu.org/biodiesel.php.
[12] Dasari, M.A., P.P. Kiatsimkul, W.R. Sutterlin, and G.J. Suppes. 2005. Low-pressure hydrogenolysis of glycerol to propylene glycol. Applied Catalysis A: General 281(1-2): 225-231.
[13] http://www.biodieselmagazine.com/article.jsp?article_id=2866.
[14] D. Bondioli, La Chim. e l'Industria (2004) 46. March. 
[15] K. Klepac?ova, D. Mravec, M. Bajus, Appl. Catal. A: Gen. 294 (2) (2005) 141. 
[16] M. Aresta, A. Dibenedetto, in: P. Barbaro, C. Bianchini (Eds.), Catalysts for sustainable energy production, 2009, 444 pp. 
[17] ] C. Gatgens, U. Degner, S. Bringer-Meyer, U. Herrmann, Appl. Microbiol. Biotechnol. 76 (2007) 553. 
[18] Cooper, Brian, US Patent 4900668, 1990. 
[19] W.C. Ketchie, M. Murayama, R.J. Davis, J. Catal. 250 (2007) 264.
[20] M. Rossi, M. Pagliaro, R. Ciriminna, C. Della Pina and W. Kesber, WO2006051574 2004. 
[21] http://www.biodieselmagazine.com/index.jsp. 
[22] http://www.nrel.gov/biomass/biorefinery.html.
[23] D. Herault, A. Eggers, A. Strube and J. Reinhard, DE101108855A1 2002.
[24] G. Rokicki, P. Rakoxzy, P. Parzuchowski and M. Sobiecki, Green Chemistry 2005, 7, 529.