Repositorio
Institucional

Toro, Claudio

Hidalgo, Pamela

Navia, Rodrigo

Development of Polyesters from Glycerol for Na Removal in Biodiesel Refining

AMER SCIENTIFIC PUBLISHERS

JOURNAL OF BIOBASED MATERIALS AND BIOENERGY

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Sodium hydroxide is the most commonly used basic homogeneous catalyst in biodiesel production. However, residual amounts of this catalyst in crude biodiesel may form sodium soaps during reaction and storage. In this paper, a dry washing process for biodiesel using polyesters synthesized from glycerol and adipic acid is proposed. Three formulations of polyesters were obtained, depending on the glycerol/adipic acid molar ratio. The resulting materials were characterized by FTIR analysis, nitrogen adsorption-desorption isotherms, as well as Na adsorption capacity. The FTIR spectra of the polyesters confirmed the presence of hydroxyl functional groups and glycerol esterification. The nitrogen adsorption-desorption isotherms confirmed that the polyesters are not porous materials. Adsorption experiments of sodium (present as soap and non-reacted catalyst) from crude biodiesel on polyester particles demonstrated that these polymers are able to remove sodium, being the polyester with a glycerol/adipic acid molar ratio of 1:1 the most powerful material in this regard, showing a Na adsorption capacity of 2.9 mg/g. Moreover, the obtained adsorption enthalpy of 10 kJ mol(-1) indicates that the adsorption process was endothermic and dominated by H-bond interactions, possibly between Na soap carbonyl and polyester hydroxyl groups. Additionally, the gel type structure of the polyesters shows the ability to expand in crude biodiesel, allowing the accessibility of impurities. Finally, biodiesel column purification experiments using the developed polyesters show that quality control parameters of the resulting purified biodiesel were similar to those achieved by treatments with conventional adsorbents, having the polyester with glycerol/adipic acid molar ratio of 1:1 the best performance.#El hidróxido de sodio es el catalizador homogéneo básico más utilizado en la producción de biodiésel. Sin embargo, las cantidades residuales de este catalizador en el biodiésel crudo pueden formar jabones de sodio durante la reacción y el almacenamiento. En este trabajo, se propone un proceso de lavado en seco para biodiésel utilizando poliésteres sintetizados a partir de glicerol y ácido adípico. Se obtuvieron tres formulaciones de poliésteres, dependiendo de la relación molar glicerol/ácido adípico. Los materiales resultantes se caracterizaron mediante análisis FTIR, isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno y capacidad de adsorción de Na. Los espectros FTIR de los poliésteres confirmaron la presencia de grupos funcionales hidroxilo y la esterificación del glicerol. Las isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno confirmaron que los poliésteres no son materiales porosos. Los experimentos de adsorción de sodio (presente como jabón y catalizador sin reaccionar) del biodiesel crudo sobre partículas de poliéster demostraron que estos polímeros son capaces de eliminar el sodio, siendo el poliéster con una relación molar glicerol/ácido adípico de 1:1 el material más potente en este sentido, mostrando una capacidad de adsorción de Na de 2,9 mg/g. Además, la entalpía de adsorción obtenida de 10 kJ mol(-1) indica que el proceso de adsorción fue endotérmico y estuvo dominado por interacciones de enlaces de hidrógeno, posiblemente entre el carbonilo del jabón de sodio y los grupos hidroxilo del poliéster. Adicionalmente, la estructura tipo gel de los poliésteres muestra la capacidad de expandirse en el biodiesel crudo, permitiendo el acceso de impurezas. Finalmente, los experimentos de purificación de biodiesel en columna utilizando los poliésteres desarrollados muestran que los parámetros de control de calidad del biodiesel purificado resultante fueron similares a los obtenidos con tratamientos con adsorbentes convencionales, siendo el poliéster con una relación molar glicerol/ácido adípico de 1:1 el de mejor rendimiento.

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This work was supported by CONICYT-Chile through FONDECYT project numbers 3090072 and 1090382.

Este trabajo fue financiado por CONICYT-Chile a través de los proyectos FONDECYT números 3090072 y 1090382.

10.1166/jbmb.2011.1114

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Glycerol

Hyperbranched Polyesters

Biodiesel Purification

Hydroxyl Groups

Carbonyl Groups

hyperbranched polyesters

adipic acid

oil

adsorption

purification

optimization

design

Glicerol

poliésteres hiperramificados

purificación de biodiesel

grupos hidroxilo

grupos carbonilo

poliésteres hiperramificados

ácido adípico

aceite

adsorción

purificación

optimización

diseño

Glycerol

Hyperbranched Polyesters

Biodiesel Purification

Hydroxyl Groups

Carbonyl Groups

hyperbranched polyesters

adipic acid

oil

adsorption

purification

optimization

design

Glicerol

poliésteres hiperramificados

purificación de biodiesel

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grupos carbonilo

poliésteres hiperramificados

ácido adípico

aceite

adsorción

purificación

optimización

diseño

Bioproductos (Productos que se manufacturan usando biotecnología como materia prima), Biomateriales, Bioplásticos, Biocombustibles, Químicos Brutos y Finos, Bioderivados, Materiales nuevos Bioderivados#Ingeniería Química#Polímeros

Development of Polyesters from Glycerol for Na Removal in Biodiesel Refining

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ANID CONICYT FONDECYT 3090072#ANID CONICYT FONDECYT 1090382

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