Cinética de la Transesterificación del Aceite de Palma con Metóxido de Calcio

The Kinetic Palm Oil Transesterification with a Calcium Methoxide

Se proponen dos modelos cinéticos para la transesterificación del aceite de palma con metanol utilizando óxido de calcio, el primero incluye la adsorción del alcohol y del aceite sobre el catalizador mediante mecanismos Langmuir-Hinshelwood, y el segundo considera solo la adsorción del alcohol a través de mecanismos Eley-Rideal. Para deducir los modelos propuestos se estudió el efecto de la variación de la relación molar alcohol/aceite (4.9-8.9), del % p/p de catalizador (0.3-0.7) y de la temperatura (328-338 K) sobre la velocidad de reacción. Los parámetros cinéticos se determinaron con el método de velocidades iniciales (t <, 30 min.), y para validar los modelos se utilizaron datos tomados para tiempos de reacción mayores (hasta 240 min.). Se encontró que los modelos propuestos representan aceptablemente los datos experimentales con suma del cuadrado de residuales <, 0.045 y aportan elementos al entendimiento del fenómeno catalítico al introducir conceptos de adsorción/desorción en la cinética de la reacción.

1. INTRODUCCIÓN

Desde antaño, la demanda energética se ha suplido a partir de combustibles de origen fósil, tales como petróleo, carbón y gas natural, pero en las últimas décadas se ha elevado progresivamente la preocupación por las emisiones que estos generan, dado que son nocivas para el medioambiente; esto ha llevado a la sociedad moderna a buscar e implementar nuevas tecnologías que garanticen su sostenibilidad y que al mismo tiempo sean técnicamente factibles, económicamente competitivas y ambientalmente amigables.

Para disminuir el consumo de combustibles de origen no renovable, el biodiésel aparece como alternativa interesante, dada su viabilidad tecnológica, financiera y ambiental, que lo perfilan como sustituto parcial o total del diésel [1,3]. En este contexto, la reacción de transesterificación ha sido ampliamente estudiada [4, 5]; con ella, a partir de aceite de origen vegetal se obtienen bio-ésteres, por el intercambio del grupo alcoxi de un éster por otro alcohol. Particularmente, los estudios relacionados con la cinética de la transesterificación de aceites se han caracterizado por tener dos tipos de enfoques complementarios entre sí: el empírico, donde a partir de datos experimentales se busca correlacionar el orden de reacción y demás parámetros para una expresión cinética dada, y el teórico, donde se plantea un mecanismo para la reacción, y a partir del mismo se deriva una expresión cinética [6,7]. En cualquier caso, la validación experimental de la cinética propuesta es fundamental para establecer un modelo predictivo que pueda usarse en el diseño de reactores.

Los primeros estudios y fundamentos de estudios recientes [8,9] muestran que en la transesterificación del aceite de palma con alcoholes se obtienen ésteres grasos y glicerina.