Purificación de glicerina.

Procedimiento para la purificación de glicerina mediante intercambiadores iónicos,

caracterizado porque losintercambiadores iónicos se usan en una combinación de un procedimiento de exclusión de electrolitos (IEC) conun lecho mixto y tanto en el IEC como también en el lecho mixto se usa respectivamente por lo menos unintercambiador iónico monodisperso y éstos se preparan a partir de polímeros en perlas monodispersos medianteprocedimientos de atomización o de introducción de semillas

Purificación de glicerina

Es objeto de la presente invención un procedimiento para la purificación de glicerina mediante intercambiador iónico monodisperso en una unidad de purificación del procedimiento de exclusión de electrolitos y un lecho mixto, usándose tanto en el procedimiento de exclusión de electrolitos como también en el lecho mixto respectivamente por lo menos un intercambiador iónico monodisperso y fabricándose estos a partir de polímeros en perlas monodispersos mediante procedimientos de atomización o de introducción de semillas, así como un aparato para la producción de biodiésel que contiene una unidad de purificación de este tipo.

Mediante la síntesis recientemente reforzada del biodiésel a partir de materias primas renovables se forman cantidades considerables de glicerina que, inherentemente al proceso, está considerablemente cargada con iones, especialmente sodio y cloruro, así como puede presentar coloración marrón oscura. Sin embargo, ambos no son deseados para el posterior procesamiento de la glicerina, por ejemplo, en cosméticos, en la industria de los alimentos o en productos farmacéuticos.

Purificar la glicerina mediante intercambiadores iónicos es estado de la técnica conocido. El documento US

7.126.032 B1 describe la purificación de glicerina a partir de la fabricación de biodiésel, entre otros, con intercambiadores iónicos. Igualmente, numerosos folletos de productos de conocidos fabricantes de intercambiadores iónicos recomiendan el uso de intercambiadores iónicos para la desalinización de glicerina, por ejemplo, Dow Chemical Company Dowex® HCR-W2, un intercambiador catiónico en forma de gel fuertemente ácido (16 - 40 de malla) , o Lanxess Deutschland GmbH con la marca Lewatit® los intercambiadores iónicos S1428, S1468, S2528, S2568, S3428, S4228, S4268, S4328, S6328, S6368 o MDS1368Natrium.

Harris y col., Glycerol Production, Journal of Biochemical and Microbiological Technology and Engineering, tomo II, nº 1, 1960, 9-24, dan a conocer un procedimiento y un aparato para la purificación de glicerina con ayuda de una combinación de procedimiento de exclusión de electrolitos y lecho mixto (Figura 2, pág. 20-22) .

El documento EP-A 0 411 780 da a conocer un procedimiento y un aparato para la purificación de glicerina con ayuda de una combinación de procedimiento de exclusión de electrolitos y lecho mixto (Ejemplo 5, D2; Ejemplo 2) .

El documento US 2006/014 974 A1 da a conocer un procedimiento para la producción de biodiésel que comprende transesterificación, separación del éster del poliol (glicerina) , purificación de la glicerina con ayuda de un evaporador a vacío y purificación del éster con ayuda de intercambiadores iónicos.

El documento WO 89/05861 A describe un procedimiento para la producción de etanol y para la obtención de glicerina como producto secundario del mismo que comprende las siguientes etapas:

Preparación de un caldo de biomasa;

Fermentación del caldo con levadura;

Destilación del caldo fermentado con formación de vinazas que contienen etanol y glicerina;

Clarificación de las vinazas; y

Conducción de las vinazas clarificadas por un material de exclusión de iones para la separación de la glicerina de los otros constituyentes de las vinazas clarificadas,

que se caracteriza porque las vinazas se clarifican exponiéndolas a un sistema de microfiltración (de corriente cruzada) de corriente transversal que presenta membranas cerámicas o minerales y que puede separar partículas en el intervalo de tamaño de 0, 1 a 10 µm.

Mediante el uso de los intercambiadores iónicos mencionados no siempre se alcanzan las purezas de la glicerina necesarias para determinadas ramas de la industria. Por tanto, existe el afán por obtener glicerina con una pureza de este tipo que satisfaga estos altos requisitos de la industria cosmética, de la industria de los alimentos o de la industria farmacéutica a sus materias primas.

La solución del objetivo y, por tanto, el objeto de la presente invención, es un procedimiento para la purificación de polioles caracterizado porque se usa una unidad de purificación del procedimiento de exclusión de electrolitos y un lecho mixto, usándose tanto en el procedimiento de exclusión de electrolitos como también en el lecho mixto respectivamente por lo menos un intercambiador iónico monodisperso y fabricándose estos a partir de polímeros en perlas monodispersos mediante procedimientos de atomización o introducción de semillas.

El procedimiento de exclusión de electrolitos, denominado a continuación IEC (del inglés: IEC, Ion Exclusion Chromatography (cromatografía de exclusión de iones) ) , es estado de la técnica conocido. También designado cromatografía de exclusión de iones, se usa, por ejemplo, para el fraccionamiento de jugo de ensilado en una fracción de aminoácidos y de ácido láctico.

En la antigua bibliografía alemana, para la cromatografía de exclusión de iones se usa el nombre más común procedimiento de exclusión de electrolitos. Éste describe el mecanismo de separación primario muy bien. Los electrolitos (iones inorgánicos, iones orgánicos) se excluyen de la matriz de intercambio iónico y la fracción de electrolitos total atraviesa la columna de cromatografía como si ésta estuviera llena de esferas de vidrio. Por ejemplo, la IEC también se usa para la separación de azúcares (documento WO 2003056038 A1) o en la obtención de etanol (documento WO 1995017517 A1) .

Para el uso en la IEC hay disponibles numerosos intercambiadores iónicos, al igual que intercambiadores iónicos monodispersos. Así, en http://www.dow.com/liquidseps/prod/chromato.htm se encuentra Dowex® Monosphere 99K 320 monodisperso para el uso en la producción de aminoácidos o la producción de ácidos orgánicos, así como para la producción de azúcares a partir de remolachas azucareras o caña de azúcar. En la presente invención, la IEC se usa como procedimiento para la desalinización del poliol, preferiblemente de la glicerina.

Un lecho mixto, o resinas de lecho mixto, son una mezcla en la mayoría de las veces de un intercambiador catiónico fuertemente ácido y un intercambiador aniónico fuertemente básico que se coordinan entre sí óptimamente. Estas resinas también eliminan sin problemas sustancias contenidas del agua “difíciles” como, por ejemplo, ácido silícico y ácido carbónico. Se usan preferiblemente para la desalinización completa de agua. A modo de ejemplo, lechos mixtos se describen en el documento US 2005/0103622 A1 y especialmente en el documento US - A 5.858.191, especialmente la última está completamente comprendida por la presente solicitud a este respecto.

A diferencia de los intercambiadores iónicos heterodispersos con distribución de tamaños de partícula heterodispersa que se obtiene por modos de producción tradicionales, en la presente solicitud se designan monodispersos a aquellos intercambiadores iónicos en los que al menos el 90 % en volumen o masa de las partículas posee un diámetro que se encuentra en el intervalo alrededor del diámetro más frecuente con la anchura de ± 10 % del diámetro más frecuente.

Por ejemplo, en un intercambiador iónico con el diámetro de perla más frecuente de 0, 5 mm, al menos el 90 % en volumen o masa se encuentra en un intervalo de tamaño entre 0, 45 mm y 0, 55 mm; en una sustancia con el diámetro más frecuente de 0, 7 mm, al menos el 90 % en volumen o masa se encuentra en un intervalo de tamaño entre 0, 77 mm y 0, 63 mm.

Un polímero en perlas monodisperso necesario para la producción de intercambiadores iónicos monodispersos puede prepararse según los procedimientos conocidos de la bibliografía. Por ejemplo, aquellos procedimientos e intercambiadores iónicos monodispersos que van a producirse a partir de los mismos se describen en los documentos US-A 4 444 961, EP-A 0 046 535, US 4 419 245 o WO 93/12167, cuyos contenidos están comprendidos completamente por la presente solicitud. Según la invención, los polímeros en perlas monodispersos y los intercambiadores iónicos monodispersos que van a producirse a partir de los mismos se obtienen mediante procedimientos de atomización (Jetting) o introducción de semillas (seed/feed prozess) . Según la invención, tanto en la IEC como también en el lecho mixto están respectivamente contenidos un intercambiador iónico... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la purificación de glicerina mediante intercambiadores iónicos, caracterizado porque los intercambiadores iónicos se usan en una combinación de un procedimiento de exclusión de electrolitos (IEC) con un lecho mixto y tanto en el IEC como también en el lecho mixto se usa respectivamente por lo menos un intercambiador iónico monodisperso y éstos se preparan a partir de polímeros en perlas monodispersos mediante procedimientos de atomización o de introducción de semillas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en el IEC se usan intercambiadores catiónicos fuertemente ácidos, con especial preferencia intercambiadores catiónicos en forma de gel fuertemente ácidos.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque en el lecho mixto se usan un intercambiador aniónico y un intercambiador catiónico el uno al lado del otro.

4. Uso de una combinación de IEC y lecho mixto para la purificación de glicerina, caracterizado porque tanto en el IEC como también en el lecho mixto se usa respectivamente por lo menos un intercambiador iónico monodisperso y éstos se preparan a partir de polímeros en perlas monodispersos mediante procedimientos de atomización o introducción de semillas.

5. Uso según la reivindicación 4, caracterizado porque la glicerina procede de la producción de biodiésel.

6. Procedimiento para la producción de biodiésel, caracterizado porque la corriente másica de la glicerina se somete a una unidad de purificación de IEC y un lecho mixto, usándose tanto en la IEC como también en el lecho mixto respectivamente un intercambiador iónico monodisperso y preparándose estos a partir de polímeros en perlas monodispersos mediante procedimientos de atomización o de introducción de semillas.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el procedimiento comprende

a) la transesterificación de ácidos grasos libres en ésteres de ácidos grasos mediante intercambiadores catiónicos macroporosos,

b) la separación del biodiésel de la glicerina y

c1) el procesamiento de la glicerina mediante una unidad de purificación de IEC y lecho mixto, así como

c2) el procesamiento del biodiésel para la eliminación de glicerina y/o jabones mediante un intercambiador catiónico macroporoso, monodisperso y fuertemente ácido.

8. Procedimiento según las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque el lecho mixto está dispuesto en una serie de aparatos o en un único aparato.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque los intercambiadores iónicos pueden regenerarse en el lecho mixto con ácidos minerales o lejías alcalinas diluidos.

10. Aparato para la producción de biodiésel que contiene una unidad de purificación de por lo menos un procedimiento de exclusión de electrolitos (IEC) y por lo menos un lecho mixto para la purificación de glicerina, caracterizado porque tanto en la IEC como también en el lecho mixto se usa respectivamente por lo menos un intercambiador iónico monodisperso y éstos se preparan a partir de polímeros en perlas monodispersos mediante procedimientos de atomización o de introducción de semillas.