Optimization of the Transesterification Process of Palm Oil using Ultrasound-based Technique

Optimización del proceso de transesterificación del aceite de palma usando la técnica basada en Ultrasonido

Este artículo muestra los resultados en el proceso de transesterificación en aceite de palma alto oleico utilizando la técnica de sonicación –US- en combinación con catalizadores heterogéneos. El efecto se evaluó por separado de la asistencia de EE. UU. Y del catalizador (TiO₂, CaO, MgCO₃, Na₂CO₃ y K₂CO₃). Posteriormente, se evaluó el biodiesel obtenido usando la combinación de US y catalizadores y se lograron rendimientos óptimos al usar esta combinación, pero es Na₂CO₃ el que proporciona los mejores resultados, generando una conversión del 71% a las 12 h y en un aceite: alcohol 1: 6 proporción.

1. INTRODUCCIÓN

El tema de los biocombustibles y, más concretamente, la síntesis de biodiésel mediante la reacción de transesterificación utilizando aceite, un catalizador y un alcohol de cadena corta es un tema interesante. La transesterificación es un proceso en el que un éster se transforma en otro mediante el intercambio de la fracción alcoxi. Dado que la reacción es un proceso de equilibrio, es necesario acelerar la reacción mediante un catalizador [1]. El uso de catalizadores (ácido homogéneo y bases homogéneas) tiene desventajas técnicas y ambientales, debido a la necesidad de procesos de neutralización y filtración para eliminar las sales formadas, lo que genera costos adicionales en la separación y purificación de los productos finales [2] [3].

Síntesis de cinamato de metilo, a través de un procedimiento de bajo impacto ambiental, y evaluación de su actividad antifúngica como potencial preservante de maderas]. En los últimos años, los trabajos reportados que involucran el desarrollo de catalizadores heterogéneos para reacciones de transesterificación han sido bastante extensos, mostrando claramente la tendencia a reemplazar los homogéneos; contribuyendo a la eliminación de etapas adicionales del proceso y mejorando su economía [4].

Las variables de mayor consideración en la reacción de transesterificación son: la relación molar alcohol/aceite, la cantidad de catalizador y la temperatura, siendo su efecto evaluado mediante estudios cinéticos y pocos utilizando diseños estadísticos. La relación molar alcohol/aceite varía de 0,1: 1 - 24: 1. La concentración del catalizador varía del 0,25% al 6% en peso con respecto al aceite. Las temperaturas encontradas se fijan mayoritariamente en 60 °C, pero los intervalos se sitúan entre 37 °C-75 °C. Los estudios en su totalidad se centran en reacciones controladas de laboratorio en reactores discontinuos con pequeños volúmenes de reacción (500 mL - 3 L) [5].

La mayoría de los estudios de producción de Biodiesel asistida por sonicación se centran en la transesterificación con catalizadores homogéneos, siendo Stavarache [6] quien realizó por primera vez reacciones de transesterificación utilizando NaOH como catalizador, empleando frecuencias de radiación que oscilan entre 28 y 40 kHz.