Variables de operación en el proceso de transesterificación de aceites vegetales : una revisión - catálisis enzimática

Operation variables in transesterification of vegetable oil : an enzymatic catalysis review

En este artículo se presentan los resultados de la revisión bibliográfica sobre la influencia de variables tales como temperatura y tiempo de reacción, tipo de alcohol, concentración molar alcohol:aceite vegetal, tipo y concentración de biocatalizador, solvente, intensidad del mezclado, pureza de los reactivos, y concentración de ácidos grasos libres y humedad, sobre el rendimiento en la producción de biodiesel por transesterificación enzimática de aceites vegetales. En la catálisis enzimática de aceites vegetales se pueden alcanzar rendimientos superiores al 90%, utilizando temperaturas entre 35-50 °C, tiempos largos de reacción (7-90h) y una relación molar alcohol:aceite vegetal de 3:1; sin embargo, dichos valores dependerán intrínsecamente del tipo de lipasa y aceites utilizados. Además, se encontró que el contenido de ácidos grasos y de humedad no son parámetros que requieran un control riguroso debido a la alta especificidad de las enzimas. Las lipasas inmovilizadas de la bacteria Pseudomonas cepacia y del hongo Rhizopus orizae son las más utilizadas en la transesterificación enzimática de aceites vegetales.

Introducción 

Por la crisis energética de 1970 se planteó la necesidad de sustituir los combustibles fósiles por combustibles provenientes de fuentes renovables. Una de estas fuentes son los aceites vegetales, cuyo uso no es nuevo, pues hace más de 100 años el investigador alemán Rudolph Diesel inventó y diseñó el motor diesel de combustión interna que funcionó con aceite de maní como combustible (Bozbas, 2008). Al utilizar aceites vegetales como combustible se presenta obstrucción de la boquilla de aspersión del combustible, formación de depósitos y oxidación del tanque y motor (Refaat, 2008). Esto se debe a que los aceites vegetales contienen ácidos grasos libres (AGL), esteroles, agua y otras impurezas, que ocasionan alta viscosidad y baja volatilidad del aceite, obligando a su modificación química para mejorar sus características carburantes y de flujo (Ma, 1999). Al aceite modificado se le conoce como biodiesel, que según la ASTM, es una mezcla de ésteres mono-alquílicos de ácidos grasos provenientes de fuentes renovables que contienen lípidos (Meher, 2006a). El biodiesel se caracteriza por ser no tóxico, biodegradable, y libre de azufre y compuestos aromáticos. Comparado con el petrodiesel, las emisiones de CO, material particulado e hidrocarburos policíclicos de nitrógeno en la combustión del biodiesel son bajas. El CO₂ producido se recicla por fotosíntesis (Ma, 1999).