Transesterificación en alcoholes supercríticos como alternativa para la producción de biodiesel

Transesterificación en alcoholes supercríticos como alternativa para la producción de biodiesel

El biodiesel se obtiene tradicionalmente mediante la transesterificación de un aceite vegetal con un alcohol, generalmente metanol, en presencia de un catalizador químico básico. Este método, si bien resulta conveniente por su alta eficiencia y bajo costo, presenta varios inconvenientes, como ser la necesidad de pretratamiento de los materiales grasos muy ácidos, la imposibilidad de utilizar etanol rectificado (por el contenido de agua presente), la baja calidad de la glicerina producida y la producción de elevados volúmenes de efluentes. Existen numerosos antecedentes que indican que es posible alcanzar elevadas eficiencias en la síntesis de biodiesel mediante la exposición de aceites a metanol supercrítico, sin necesidad de utilizar catalizadores y aún en presencia a elevadas concentraciones de agua en el medio de reacción. La posibilidad de disponer de un método eficiente de transesterificación en presencia de agua resulta interesante a los efectos de la posible utilización de alcohol rectificado, actualmente producido en Uruguay a partir de azúcar de caña. En esta tesis se estudió la eficiencia de la elaboración de biodiesel en un reactor de flujo continuo a partir de diferentes materiales grasos de origen nacional y mediante la utilización de etanol en condiciones supercríticas, determinándose el efecto sobre la eficiencia del proceso de los diferentes parámetros operativos y, en particular, del nivel de agua adicionado al alcohol. Los resultados obtenidos indican que la elaboración de biodiesel en alcoholes supercríticos, tanto metanol como etanol, puede ser realizada en forma eficiente si se elige convenientemente los parámetros operativos del proceso. Se obtuvo contenidos de éster máximos en el entorno del 80%, operando un reactor continuo de 42 mL a una temperatura de 350ºC, una presión de 20 MPa y una relación molar alcohol/aceite de 40:1, para flujos y contenidos de agua variables según el aceite utilizado. En esas condiciones, el proceso de conversión en biodiesel de los aceites vegetales refinados de soja, girasol y girasol de alto oleico y de ricino, en biodiesel en etanol supercrítico se pudo alcanzar en forma relativamente eficiente. Sin embargo, el análisis de los productos de reacción demostró que la exposición del material lipídico a las condiciones extremas de temperatura y presión requeridas para que ocurra la transesterificación, produjo la aparición de isómeros trans de todos los ácidos grasos insaturados y la reducción del porcentaje de los más insaturados. En general, la adición de agua al alcohol destinado al proceso afectó favorablemente al rendimiento de la transesterificación en alcoholes supercríticos, lo que constituyó una diferencia muy significativa en relación al proceso conducido mediante la catálisis química convencional (el cual requiere del suministro de reactivos anhidros). Este efecto favorable se atribuyó a la combinación de dos fenómenos vinculados con la presencia de agua en el medio de reacción: el aumento de la velocidad de reacción y la disminución de la degradación de los ácidos grasos insaturados. Los trabajos realizados permitieron demostrar que el método supercrítico de transesterificación sin catalizador constituye una alternativa válida a la catálisis química convencional para la síntesis de biodiesel, debiendo considerarse las características de la materia prima a utilizar para la selección de los parámetros operativos óptimos. Dado que la mayoría de las normativas sobre biodiesel exigen que esté constituido por no menos de un 96.5% de ésteres alquílicos, los trabajos en esta área continuarán enfocados a maximizar el contenido de éster, lo que únicamente se podrá lograr a costa de disminuir el grado de descomposición.

Vieitez Osorio, Ignacio

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