Effect of microwave-assisted system on transesterification of castor oil with ethanol

Efecto de microondas en la transesterificación de aceite de higuerilla

Se realizó un estudio sistemático del efecto de la radiación microondas en la transesterificación de aceite de higuerilla con etanol en presencia de hidróxido de potasio como catalizador. Diversos parámetros fueron analizados, entre ellos el tiempo de reacción, concentración de catalizador, temperatura y relación molar etanol-aceite. De acuerdo con los resultados, la transesterificación asistida por microondas resultó útil para la producción de etilésteres obteniéndose un rendimiento máximo de 80.1% a 60°C, una relación molar alcohol: aceite de 10:1, 1.5% de hidróxido de potasio y 10 min de reacción. Se observó una reducción en el tiempo de reacción para la transesterificación asistida por microondas comparada con el calentamiento convencional. Los resultados muestran que los rendimientos son ligeramente afectados por la temperatura en el rango 40-70°C lo que indica un efecto importante de las microondas incluso a bajas temperaturas.

INTRODUCCIÓN

Debido a la creciente demanda de energía y a los problemas medioambientales relacionados con el uso de combustibles fósiles, se ha hecho necesario desarrollar combustibles alternativos. Entre ellos, el biodiésel es una opción interesante porque es biodegradable, no es tóxico y se produce a partir de fuentes renovables (Ma & Hanna 1999, Karmakar et al. 2010). El biodiésel se produce principalmente mediante la transesterificación de aceites vegetales o grasas animales con alcoholes de cadena corta como el metanol o el etanol (Figura 1), con glicerol como coproducto (Fukuda et al. 2001, Pinto et al. 2005). El uso del metanol es más común que el del etanol debido a su bajo coste y a su alta reactividad, pero hay un interés creciente en el uso del etanol porque es renovable, no es tóxico y es más seguro de manejar (Pisarello et al. 2010, Brunschwig et al. 2012).

Para la producción de biodiésel se han utilizado aceites comestibles como el de soja, girasol y palma. Sin embargo, con el objetivo de reducir los costes de producción de biodiésel, ha cobrado interés el uso de materias primas menos costosas, como los aceites no comestibles, las grasas animales y los aceites de cocina usados (Berchmans & Hirata 2008). Entre estas materias primas, el aceite de ricino, obtenido de las semillas de Ricinus communis L., se ha identificado como una importante materia prima no comestible (Meneghetti et al. 2006, Lavanya et al. 2012, Madankar et al. 2013). A diferencia de otros aceites vegetales, se caracteriza por su indigestibilidad, solubilidad en alcoholes, alta higroscopicidad y alta viscosidad (Scholz & Nogueira da Silva 2008). Está constituido principalmente por triglicéridos de ácido ricinoleico (ácido 12-hidroxi-cis-octadec-9-enoico) en el que la presencia de un grupo hidroxilo en C-12 imparte varias propiedades químicas y físicas únicas que se aprovechan en la industria farmacéutica y química (Meneghetti et al. 2006).