# Slim gebruik van glycerol

Biodiesel wordt geproduceerd door methanol toe te voegen aan plantaardige olie of dierlijk vet. Hierbij treedt een reactie op waarbij esters van methanol en vetzuren worden gevormd. Tevens wordt hierbij glycerol (propaan-1,2,3-triol) gevormd.

Door de toename van de biodieselproductie is een overschot aan glycerol op de wereldmarkt ontstaan. Dit heeft geleid tot onderzoek naar de omzetting van glycerol met behulp van micro-organismen tot waardevolle chemicaliën. Een van deze chemicaliën is butaandizuur. De bacterie
Anaerobiospirillum succiniciproducens kan onder zuurstofloze omstandigheden glycerol omzetten tot butaandizuur (C4H6O4). De vergelijking van deze omzetting is hieronder weergegeven.

De bacterie kan ook glucose omzetten tot butaandizuur. In deze reactie (reactie 2) reageert glucose met koolstofdioxide tot butaandizuur, ethaanzuur en water.
In reactie 2 ontstaat 4 mol butaandizuur uit 3 mol glucose.

Reactie 1 verloopt traag. Reactie 2 verloopt sneller, maar door de bacteriën worden dan meer bijproducten gevormd.
Een groep onderzoekers heeft onderzocht of de productie van butaandizuur uit glycerol kan worden geoptimaliseerd door de bacteriën gelijktijdig glycerol en glucose te laten omzetten.
Ze voerden een serie experimenten uit waarbij zij de bacteriën lieten groeien in een mengsel met enkel glycerol en in mengsels van glycerol met wisselende gehaltes glucose.
Bij een mengsel met een startgehalte van 5,00 g L–1 glycerol en 1,25 g L–1 glucose werd uiteindelijk 7,3 g L–1 butaandizuur geproduceerd.

Reacties 1 en 2 zijn beide exotherm. De vrijgekomen energie wordt door de bacteriën gebruikt voor groei.
De vormingswarmte van butaandizuur is –9,40·105 J mol–1 en die van glycerol is –6,64·105 J mol–1.
De reactiewarmte van reactie 2 is –1,82·105 J per mol butaandizuur.
Bij de gebruikte omstandigheden wordt 85% van het butaandizuur gevormd uit reactie 1.

De vorming van butaandizuur zorgt voor een verlaging van de pH van het reactiemengsel. Om de pH constant te houden, wordt gedurende het experiment natronloog aan het mengsel toegevoegd. Hierdoor vormt zich uiteindelijk een buffer in het reactiemengsel.

Bij het experiment met uitsluitend glycerol bleek dat de opbrengst aan butaandizuur maximaal was als het gehalte glycerol in de reactor constant werd gehouden.
De hoeveelheid glycerol die tijdens het verloop van het experiment moet worden aangevuld, kon worden bepaald door te meten hoeveel NaOH er nodig was om de pH constant te houden.
Bij de gebruikte pH was het door de bacteriën gevormde butaandizuur (C4H6O4) voor 87% omgezet tot C4H4O42‒ en voor 13% tot C4H5O4‒.
In het experiment had in totaal 7,50 mL 2,00 M natronloog gereageerd.