Síntesis de triglicéridos estructurados por catálisis heterogénea - Avila, Ana Julia (2020)
En la presente tesis se estudia la síntesis de triglicéridos estructurados (TE) por catálisis heterogénea, a través de la reacción de acidólisis entre un triglicérido de cadena larga saturada y ácidos grasos de cadena media y corta. Los productos obtenidos pueden ser clasificados como reducidos en calorías. La utilización de catalizadores heterogéneos permite su separación del medio de reacción de una forma simple y habilita su reutilización. Todo esto da lugar a un proceso más eficiente y amigable con el medio ambiente, si se los compara con la aplicación de catálisis homogénea. Se sintetizaron catalizadores ácidos tales como niobia y circonia sulfatada. Para circonia se aplicaron diferentes metodologías de síntesis. Las muestras fueron caracterizadas mediante técnicas fisicoquímicas. Se estudió el contenido de azufre de los sólidos sulfatados por espectroscopía de emisión atómica de plasma acoplado por inducción, las fases cristalinas presentes mediante difracción de rayos x, la distribución de tamaños de partícula de los catalizadores por difracción laser y su morfología por microscopía electrónica de barrido. Respecto a la acidez, la técnica de titulación potenciométrica con n-butilamina se utilizó para conocer el número y la fuerza ácida del sitio, mientras que mediante espectroscopía infrarroja de piridina adsorbida se determinó la naturaleza (Lewis o Brönsted). Se investigó la acidólisis de tripalmitina con ácido cáprico bajo las siguientes condiciones operacionales: temperatura = 180°C, relación molar inicial C:PPP = 4:1 y concentración de catalizador = 4%. Mediante los criterios de Carberry y Weisz-Prater se verificó la ausencia de resistencias a la transferencia de masa externa e interna. Los catalizadores resultaron activos en la reacción investigada, con conversiones de tripalmitina entre 12 y 25% a 4 h, y los únicos productos generados fueron PPC y PCC. Se encontró que existe una relación directa entre la densidad de sitios ácidos del sólido y su actividad catalítica. Tanto los sitios ácidos de Brönsted como los de Lewis participan en la reacción, sin distinción en la fuerza ácida. Mediante un diseño de experimentos, se encontraron las condiciones de operación (temperatura = 200°C, relación molar inicial C:PPP = 2:1 y concentración de catalizador = 5%) que maximizaban la conversión de tripalmitina (40%) y la selectividad a PCC (15%) en el rango investigado. El estudio de estabilidad permitió determinar que uno de los catalizadores sintetizados puede ser usado, sin previo acondicionamiento, en 10 ensayos consecutivos manteniendo el 95,5% de su actividad inicial. Por último, se investigaron las propiedades físicas de los TE sintetizados por combinación de tripalmitina con ácido cáprico y caproico. Los TE fueron caracterizados por DRX, RMN y DSC a fin de determinar las fases polimórficas y el contenido de grasa sólida e investigar los procesos de fusión y cristalización.