Valorizzazione di acido esanoico mediante processi catalitici di chetonizzazione in fase vapore

La reazione di chetonizzazione rappresenta una strategia promettente per la valorizzazione di diversi tipi di acidi carbossilici. Ad esempio, gli acidi grassi a lunga catena (es: C18) possono essere convertiti in chetoni C35 ed idrogenati per produrre cere rinnovabili. Gli acidi grassi a catena più corta, detti acidi grassi volatili (C4-C8, volatile fatty acids VFA) invece possono essere convertiti in chetoni C7-C15, che una volta idrogenati possono essere utilizzati come componenti di jet fuel rinnovabili. Un recente studio ha descritto un processo fermentativo per la produzione di acido esanoico rinnovabile a partire da vinacce di scarto, che viene ottenuto con elevata purezza sfruttando la sua immiscibilità con acqua acidificata. Questo lavoro di tesi è stato dedicato allo studio della valorizzazione di questo feedstock reale mediante la chetonizzazione dell’acido esanoico bio (BIO-HA) a formare 6-undecanone (6U) in fase vapore a 350°C, investigando e confrontando la reazione in presenza di diversi catalizzatori, come ZrO2, TiO2 e un ossido misto Zr/Ti/O. Particolare attenzione è stata data all’effetto che le principali impurezze contenute nel feedstock - acido butirrico (BA), acido valerico (VA) ed acqua - hanno sulle performance della reazione, confrontando la diversa reattività del feedstock reale con acido esanoico puro commerciale. I risultati mostrano che ZrO2 è il catalizzatore migliore in assenza di acqua nel feed; quest’ultima inibisce fortemente la sua attività in presenza anche in piccole quantità. D’altro canto, TiO2 è meno attiva di ZrO2 in assenza di acqua ma la sua attività non è fortemente influenzata dalla presenza di acqua nel feed. I risultati mostrano che l’acido esanoico bio contiene delle impurezze incognite che nel medio-breve periodo (50 ore di reazione) tendono a far disattivare il catalizzatore. Questo fenomeno non può essere interamente attribuito alla presenza di acqua nel feed reale.