Transenterificación del aceite de palma con metanol por catálisis heterogénea

Palm oil trans-esterification with methanol via hetereogeneous catalysis

Se estudió la actividad catalítica de cuatro catalizadores sólidos en la metanólisis del aceite de palma refinado: hidróxido de bario, óxido de calcio, óxido de magnesio y óxido de estaño (IV). Los dos últimos mostraron una actividad catalítica muy baja y se descartaron. Los catalizadores se utilizaron en forma de polvos suspendidos en el medio de reacción. La actividad catalítica se evaluó mediante la determinación del glicerol que se produce durante la reacción, usando HPLC. Los ensayos se realizaron a diferentes presiones: presión de Bogotá (75 kPa), 760, 1800, 5900 y 11400 kPa. También se ensayaron tres niveles de porcentaje de catalizador a 75 kPa y dos niveles a presiones elevadas. Él hidróxido de bario y el óxido de calcio presentaron una alta actividad catalítica. Con el óxido de calcio y el hidróxido de bario se lograron conversiones del 75% - 80%, con tiempos de reacción de 8-10 horas a 63.3°C, y tiempos de 1.5 y 3 horas para el óxido de calcio y el hidróxido de bario, respectivamente, a presiones y temperaturas elevadas. Se encontró que a presiones elevadas la reacción no requiere de catalizador.

Introducción

Los ésteres metílicos grasos y los ácidos grasos son la puerta de entrada a la industria oleoquímica. A partir de ellos se obtiene una gran variedad de productos derivados de aceites naturales tales como alcoholes grasos, ésteres, amidas   y aminas grasas, alcanolamidas grasas, jabones metálicos, etc., que se usan en una gran diversidad de industrias y productos (surfactantes, cosméticos, tintas, saborizantes, agroquímicos, químicos orgánicos especiales, etc.). La oleoquímica brinda a Colombia una posibilidad para su desarrollo industrial porque dispone de materia prima abundante y evitaría importar  prácticamente  la  mayoría de derivados que actualmente no se  producen en  el  país. Además, hoy en día, se adelantan investigaciones para el empleo de ésteres metílicos y etílicos, como "biodiesel" en motores de combustión y en pequeñas plantas de generación eléctrica (Sánchez, 2003). Los ésteres metílicos posibilitarían el desarrollo de una industria oleoquímica propia y consecuente con las políticas gubernamentales de sustitución de cultivos ilícitos con palma africana y las tendencias mundiales de industrialización de recursos renovables. La agroindustria del aceite de palma viene desarrollándose en Colombia desde hace cuatro décadas, posicionándose como el primer productor latinoamericano y quinto en el ámbito mundial. Su nivel de productividad es superior al del promedio mundial y cercano al de los principales países productores (Kaufman, 1991).

Son muchos y variados los catalizadores heterogéneos con los que diversos autores intentaron la  transesterificación de aceites vegetales. Principalmente se probaron óxidos, carbonatos (Hirano, 2000), hidróxidos, metóxidos (Gryglewicz, 1999), y fosfatos (Kaita, 2002) de metales como potasio, calcio, hierro, bario, zinc y magnesio. Otros trabajos incluyen sólidos bimetálicos Sn-Ni (Urresta, 2000), resinas de intercambio y zeolitas (Leclercq, 2001) y compuestos organometálicos (Gheorghiu, 1996).