Actualmente las principales líneas de investigación que se llevan a cabo en el Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica, “Ing. José M. Parera” pueden agruparse en las siguientes áreas:
Se estudian, desarrollan y evalúan catalizadores utilizados en importantes procesos petroquímicos y de refinación de petróleo.
- Desarrollo de catalizadores para la producción de olefinas livianas (etileno y propileno) mediante procesos no convencionales metanol/bioetanol a olefinas y deshidrogenación oxidativa de alcanos (etano y propano).
- Aumento del índice de cetano de combustibles diésel mediane apertura selectiva de anillos nafténicos. Desarrollo de formulaciones catalíticas, evaluación a alta presión, estudio de desactivación, regeneración y tiotolerancia de los catalizadores empleados.
- Catalizadores de craqueo con propiedades mejoradas para el aprovechamiento óptimo de alimentaciones convencionales y no convencionales en refinerías.
- Co-procesamiento de alimentaciones no convencionales y renovables en el craqueo catalítico (FCC).
- Diseño de procesos y nuevos catalizadores heterogéneos para la valorización de compuestos provenientes del petróleo y de la pirolisis de residuos plásticos.
- Desarrollo de productos y procesos para el aprovechamiento de carbón sub-bituminoso.
- Aprovechamiento energético de residuos plásticos mediante gasificación catalítica y valorización de los alquitranes generados.
- Desarrollo de un proceso para la reducción de acidez nafténica en crudos de petróleo y cortes de refinerías mediante descarboxilación catalítica.
- Deshidrogenación no oxidativa de alcanos livianos y pesados: desarrollo y estudio de catalizadores metálicos y multimetálicos soportados para deshidrogenación directa de propano, butano y n-decano. Optimización de condiciones de reacción para obtener alta conversión de parafinas y alta selectividad a olefinas.
Desarrollo de procesos para la transformación de recursos, tanto convencionales como no convencionales y renovables en compuestos químicos con alto valor agregado.
- Aprovechamiento de biomasa lignocelulósica para la obtención de productos energéticos de alto valor agregado: reacciones de hidrólisis e hidrogenación a alta presión, son viables para la obtención de azúcares, alcoholes de azúcares y ácidos orgánicos (ácido láctico).
- Producción de un gelificante a partir de descartes lignocelulósicos.
- Obtención de productos de alto valor agregado a partir de residuos agroindustriales, cáscara de arroz, batata de descarte, etc.
- Valorización de proteínas vegetales para la producción de alimentos funcionales.
- Aprovechamiento de la zanahoria de descarte: proceso sustentable para la producción de aceites concentrados en omega 3 (DHA).
- Obtención de licopeno a partir de tomate.
- Desarrollo de nutracéuticos compuestos por nanopartículas con ácido docosahexaenoico (DHA) obtenido por microalgas a partir de descartes agroindustriales regionales.
- Aprovechamiento integral de los descartes orgánicos de frutas y hortalizas para la producción de edulcorantes y fibras dietarias utilizados en la formulación de alimentos funcionales.
- Reacciones de oxidación catalítica selectiva para valorización de recursos derivados de la biomasa: oxidación catalítica en fase acuosa de glicerol para obtener ácido láctico; obtención de ácido lactobiónico a partir de la oxidación catalítica de lactosa proveniente del suero de leche; oxidación selectiva de alcoholes a aldehídos y ácidos carboxílicos de interés en la industria de sabores y fragancias; oxidación de 5-hidroximetilfurfural (HMF) a ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA).
- Obtención y valorización de alcohol alílico por rutas ecocompatibles empleando subproductos del procesamiento de la biomasa.
- Valorización de productos derivados de biomasa mediante deshidratación catalítica.
- Obtención de nanoemulsiones y encapsulamiento de microrganismos para el agro.
- Síntesis de materiales carbonosos a partir de residuos de biomasa.
Se investigan reactores de membrana para generación y purificación del hidrógeno simultáneas. Se desarrollan catalizadores para los distintos sistemas estudiados, como así también membranas selectivas al hidrógeno. Se estudia el empleo de biomasa como fuente energética (pirólisis, pirólisis catalítica, co-procesamiento en refinerías).
- Captura y utilización de dióxido de carbono. Separación y producción de hidrógeno acoplado con la captura de dióxido de carbono para la producción de energías limpias.
- Producción de H2 y/o gas de síntesis a partir de biogás y bioetanol, para su empleo como vector energético o materia prima en procesos industriales.
- Desarrollo de materiales compuestos para aplicaciones en procesos de separación de corrientes gaseosos. Membranas para separación de CO2.
- Catalizadores multimetálicos para obtener hidrógeno por reformado en fase acuosa de glicerol o de carbohidratos provenientes de la hidrólisis de residuos lignocelulósicos de la cadena agroindustrial de la soja.
- Separación y producción de hidrógeno acoplado con la captura de dióxido de carbono para la producción de energías limpias.
- Sistemas de captura de CO2 a distintas temperaturas. Desarrollo de materiales y estudio de las variables de operación.
- Desarrollo de materiales compuestos para aplicaciones en procesos de separación de corrientes gaseosas.
- Membranas compuestas de aleaciones binarias o ternarias para purificación/recuperación de hidrógeno
- Reformado de metano con dióxido de carbono para obtener H2 y gas de síntesis.
- Celdas de combustible de baja temperatura alimentadas con alcoholes: síntesis y caracterización de electrocatalizadores anódicos. Ensayos en celda prototipo.
- Desarrollo de micro-reactores para la oxidación de CO y CO-Prox.
- Reducción electrocatalítica de oxígeno.
- Provisión de aceite dieléctrico ECODIELEC 11 para su uso como refrigerante de módulos de almacenamiento y gestión de energía.
Se estudia la generación de biocombustibles (biodiesel, bio-oil, alcohol etílico, hidrógeno, combustible de jets, etc.) y de bioproductos.
- Biorrefinerías: reacciones en tándem para la obtención de combustibles de segunda generación derivados de la biomasa. Obtención de ésteres valéricos (combustible de segunda generación), a partir de ácido levulínico (derivado de la biomasa).
- Obtención de compuestos renovables en biorefinerías por reacciones de esterificación e interesterificación: estudio de catalizadores anfifílicos.
- Procesos catalíticos de reacciones multifásicas (o bifásicas) basados en materiales ácidos con propiedades anfifílicas, orientados a producir combustibles renovables de segunda generación y productos de alto valor generados a partir de subproductos y corrientes residuales generadas dentro de la biorrefinería (complejos aceite-biodiesel).
- Producción de biocombustibles para aviones (C10-C15) de alta calidad a partir de compuestos furánicos derivados de procesos de conversión de biomasa lignocelulósica.
- Obtención catalítica en fase líquida de derivados furánicos a partir de carbohidratos provenientes de residuos de lignocelulosa para su aplicación como biocombustibles.
- Estudio de tamices moleculares para el proceso de adsorción con swing de presión (PSA), una variante de los procesos de adsorción cíclicas.
- Productos sustitutos de hidrocarburos y de bajo impacto ambiental a partir de biomasa residual.
- Obtención de combustibles para avión a partir de aceites vegetales.
- Valorización del glicerol mediante acetilación para la obtención de aditivos de combustibles sobre heteropoliácidos soportados.
- Biocombustibles, procesos catalíticos asociados a biorefinerías: producción de bio-hidrógeno a partir de hidrocarburos oxigenados derivados de biomasa; obtención de biocombustibles líquidos para transporte mediante hidrogenaciones catalíticas de 5-hidroximetil furfural y furfural para obtener selectivamente dimetilfurano y metil furano; Producción de biocombustibles de 2da generación valéricos compatibles con cortes de gasolina y diésel a partir de gama-valerolactona.
- Obtención de olefinas livianas como isobuteno y otras olefinas livianas de 2 a 8 átomos de carbono.
- Valorización de hidroxiacetonas derivadas del glicerol mediante reacciones de isomerización, retroaldolización y deshidratación.
- Reacciones a alta presión para obtener productos valiosos derivados de la biomasa como la producción de combustibles de segunda generación (ésteres valéricos a partir de ácido levulínico).
- Conversión catalítica de glicerol: reducción selectiva a propilenglicol (PG); hidrogenólisis a etilenglicol (EG) y metanol; reformado en fase gas a hidrógeno (H2) y/o gas de síntesis; ácido láctico a partir de glicerol; carbonato de glicerol por carbonilación directa de glicerol.
- Producción de acetales mediante la reacción de cetalización de glicerol con cetona de gran interés por su uso como aditivo en combustibles líquidos.
Comprende la producción de intermediarios orgánicos oxigenados por reacciones de alquilación, acilación, ciclización, deshidratación y procesos de hidrogenación selectiva, procesos de hidrogenación estereo y/o enantio selectiva de alquinos, olefinas, aldehidos alfa,beta-insaturados, compuestos con múltiples insaturaciones, entre otras.
- Producción de alcoholes grasos a partir de la hidrogenación selectiva de ácidos, esteres grasos y derivados como biodiesel y oleína, utilizando catalizadores de metal noble soportados, evaluación catalítica y estudio de desactivación.
- Hidrogenación selectiva de disacáridos y monosacárido para obtención de polioles.
- Hidrogenación catalítica de 5-hidroximetilfurfural a 2,5-bis(hidroximetil)furano.
- Síntesis selectiva de: aminas e iminas por hidrogenación de nitrilos; de alcoholes en fase líquida por hidrogenación de aldehídos y cetonas.
- Síntesis de productos químicos valiosos o de química fina a partir de guayacol, fenoles y cresoles mediante reacciones de alquilación y acilación.
- Síntesis de coadyuvante/insecticida.
- Obtención catalítica de: polioles mediante reacciones de hidrogenólisis; productos valiosos en fase líquida por reacciones de isomerización sobre catalizadores sólidos ácidos; olefinas valiosas en fase líquida por deshidratación de alcoholes sobre catalizadores sólidos ácidos.
- Desarrollo de proceso químico-enzimático para obtener un producto químico fino, con aplicación en la industria de sabores y fragancias.
- Hidrogenación selectiva de moléculas seleccionadas como aldehídos y cetonas insaturados para obtener productos de química fina como alcoholes insaturados.
- Oxidación electrocatalítica de lactosa para obtener ácido lactobiónico.
Se desarrollan catalizadores y procesos para evitar la contaminación del ambiente, en efluentes industriales gaseosos y líquidos, medios de transporte, y del agua utilizada para consumo humano, como también de otras emisiones en fuentes fijas o móviles.
- Gasificación catalítica como medio de eliminación de residuos industriales y producción de energía.
- Obtención de productos de química fina menos contaminantes y de elevado valor agregado vía hidrogenación selectiva.
- Desarrollo de cartuchos metálicos catalíticos y adsorbentes para la eliminación de contaminantes del aire generados por actividades industriales.
- Impresión 3D aplicada a la fabricación de filtros cerámicos catalíticos para la eliminación de hollín, compuestos orgánicos volátiles y otras reacciones de interés ambiental e industrial. Desarrollo de filtros en escala laboratorio y planta piloto.
- Procesos avanzados de oxidación centrados en la eliminación de contaminantes emergentes y compuestos refractarios de efluentes líquidos.
- Catalizadores y adsorbentes estructurados estables para la purificación de corrientes gaseosas: adsorción de CO2 e hidrocarburos; reducción catalítica selectiva de NOx; eliminación de VOCs y purificación de corrientes ricas en H2 mediante oxidación preferencial de CO.
- Estudio de materiales basados en celulosa y nanocelulosa para el tratamiento de efluentes líquidos y gaseosos mediante procesos catalíticos y de adsorción, y para el control de microorganismos
- Eliminación de contaminantes orgánicos, iones y oxoaniones presentes en el agua, empleando tecnologías avanzadas de oxidación y reducciones catalíticas.
- Recuperación de metales de pilas agotadas.
- Desarrollo de nanomateriales para control de contaminación fúngica.
- Eliminación de contaminantes de efluentes gaseosos y líquidos: involucra reacciones de oxidación y reducción en fase gaseosa, y procesos de adsorción/desorción.
- Desarrollo y síntesis de nuevos catalizadores: microporosos, adsorbentes, en fibras, estructurados (monitos o espumas), etc. para la eliminación de contaminantes gaseosos.
- Despolimerización de tereftalato de polietileno (PET) por la reacción de glicólisis: desarrollo de catalizadores basados en espinelas, óxidos mixtos derivados de hidrotalcitas y materiales carbonosos para aplicarlos a la reacción de transesterificación entre dioles, el etilenglicol (EG) y los grupos éster de PET, para obtener el monómero bis-tereftalato de hidroxietilo (BHET).
En diversos proyectos se incluyen estudios de nuevos reactores (reactor cromatográfico, reactor de membrana, reactores estructurados, microrreactores, reactor “Simulador de Riser”), como también se modelan reactores de plantas preexistentes.
- Modelado y simulación de procesos de difusión-adsorción-reacción en estado estacionario y transitorio sobre sólidos porosos.
- Desarrollo de un proceso piloto para extracción y secado de compuestos bioactivos de origen natural.
- Escalado piloto de una tecnología para la producción continua de alimentos libres de gluten (ALG).
- Desarrollo y escalado piloto de nuevas formulaciones de grasas lubricantes biodegradables.
- Escalado de un proceso de valorización integral de descartes orgánicos de frutas y hortalizas.
- Desarrollo piloto de prototipos de alimentos nutritivos, enriquecidos con fibra proveniente de la revalorización de descarte de zanahorias.
- Desarrollo y escalado de un proceso para la producción de ácido poliacrílico.
- Desarrollo y validación en escala piloto de un proceso que permita producir una resina biodegradable a base de aceite de soja, apta para ser usada en impresión 3D tipo DLP.
- Determinación de la factibilidad de producción de acrilonitrilo mediante amoxidación catalítica de propileno a escala laboratorio.
- Diseño y desarrollo de un proceso de reciclado de aceites lubricantes usados por método avanzado de destilación e hidrotratamiento catalítico.
- Valorización de aceite de algodón de descarte. Producción piloto de coadyuvantes biodegradables para el agro mediante tecnología supercrítica.
- Desarrollo de tecnología para producir alcohol en gel.
- Desarrollo de un fluido refrigerante para baterías de litio de uso en vehículos eléctricos.
- Desarrollo de una tecnología para purificar alcohol isopropílico y diclorometano por adsorción.
- Desarrollo de nanopartículas lipídicas para el tratamiento de heridas crónicas a partir de descartes de la industria avícola local. Valorización integral de cáscara de huevo.
- Modelado cinético (pseudohomogéneo, LHHW y no estacionario) de reacciones catalíticas en fase líquida, cálculo de limitaciones a la transferencia de materia y energía.
- Modelado de reactores en plantas preexistentes. Estudio de reactores especiales.
- Desarrollo de procesos one-pot en fase líquida con catálisis en tándem (ácida-metálica) y con tándem asistido en reactores discontinuos para la producción de compuestos valiosos.
Se estudian nuevos materiales cerámicos y metálicos para el desarrollo de catalizadores más eficientes que permitan optimizar el rendimiento de procesos industriales y mejorar la eficiencia en aplicaciones ambientales. Desarrollo de nuevos compuestos nano y micro-estructurados con múltiples aplicaciones.
- Diseño de nuevos catalizadores nanometálicos composites por impresión molecular.
- Preparación de soportes composite por impresión molecular, para obtención de productos de química fina menos contaminantes y de elevado valor agregado.
- Aplicación de métodos avanzados de preparación de catalizadores soportados: deposición de capa atómica (Atomic Layer Deposition, ALD) y técnica de plasma de arco deslizante (Gliding arc technique, GLIDARC) para depositar óxidos sobre sustratos fibrosos.
- Desarrollo de materiales tipo espinelas y también soluciones sólidas de las mismas por distintos métodos de síntesis como coprecipitación con soluciones de amoníaco y carbonato de amonio, reacción en fase sólida, combustión citrato-nitrato, entre otros.
- Síntesis de hidrotalcitas, e hidrotalcitas dopadas con metales alcalinos
- Desarrollo de materiales estructurados como esferas compactas de α-Al2O3, espumas metálicas y minerales con recubrimiento de películas delgadas de óxidos mixtos.
- Acondicionamiento de materiales carbonosos como nanotubos, carbones mesoporosos y nanoestructurados, con diversos tratamientos y funcionalizaciones.
- Síntesis, caracterización y desarrollo de materiales avanzados con características nanoporosas y cualidades multifuncionales: síntesis y modificación de cristales y películas de redes metal-orgánicas (MOFs).
- Obtención de nuevos materiales de aplicación biotecnológica a partir de un biopolímero, aserrín de madera y un entrecruzante.
Comprende el desarrollo de procesos, equipos y materiales con aplicación en la industria farmacéutica y en aquellas con base biotecnológica.
- Investigación y desarrollo del aceite de cannabis medicinal: adquisición y puesta a punto de planta piloto con tecnología de fluidos supercríticos para la obtención de ingredientes farmacéuticos activos en entornos relevantes y cGMP a partir de cultivos estandarizados.
- Incorporación de nuevas especialidades medicinales pediátricas con betalactámicos al laboratorio de producción pública de medicamentos de Santa Fe, LIF SE”.
- Síntesis de nanopartículas metálicas y de óxidos metálicos, con actividad pseudo-enzimática para su utilización en tests rápidos de diagnóstico.
- Síntesis de nanopartículas y nanofibras y microfibras (usando plantillas biológicas: biotemplates).
- Síntesis u obtención de materiales compuestos de aplicación biotecnológica: incorporación de nanoarcillas en asfaltos modificados con neumáticos fuera de uso; síntesis de materiales micro/mesoporosos, zeolitas delaminadas y pilareadas y materiales catalíticos con estructura porosa bien definida, mediante procesos hidrotérmicos u otras técnicas de síntesis.