INCAPE   05401
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN CATALISIS Y PETROQUIMICA "ING. JOSE MIGUEL PARERA"
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Esterificación de ácidos grasos con etanol. Estudios cinéticos
Autor/es:
MA. LAURA PISARELLO; MA. SOLEDAD ZANUTTINI; CARLOS A. QUERINI
Lugar:
Salta
Reunión:
Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009
Resumen:
El biodiesel es una mezcla de esteres de ácidos grasos. Presenta ventajas frente al diesel de origen fósil, principalmente por ser obtenido a partir de fuentes renovables, como son los aceites o grasas de origen vegetal o animal, lo cual evita la acumulación de dióxido de carbono en el medioambiente. Este combustible renovable es comúnmente obtenido por reacción de transesterificación de aceites o grasas con alcoholes de cadena corta y catálisis básica, para lo cual la materia prima debe estar prácticamente libre de ácidos grasos y agua para evitar la formación de jabones durante la reacción, lo cual dificultará el proceso de purificación del biodiesel, además de disminuir el rendimiento del proceso. Este último requerimiento sólo es cumplido por los aceites refinados, lo cual, debido a su precio, limita su utilización. Para poder utilizar materias primas ácidas, que son aquellas que presentan alto contenido de ácidos grasos libres y por ende de bajo valor comercial, en la producción de biodiesel es necesario primeramente eliminar dichos ácidos grasos, a valores de acidez menores a 2 (gr. de ácido oleico/100 gr. de muestra). Si la acidez de la materia prima es relativamente poca (<5) se la puede neutralizar, perdiendo dicha porción del material. Si la acidez es elevada, la única alternativa para su aprovechamiento es esterificar los ácidos grasos presentes, transformándolos en biodiesel y aumentando así el rendimiento del material. Como ejemplo de materias primas ácidas se tienen los aceites usados de cocina, fondos de tanque, aceite de algodón y de coco, grasa de cerdo y de pollo, etc. En este trabajo se estudia la esterificación de ácidos grasos presentes en grasas y aceites (1), y la cinética de la reacción. Ésta se lleva a cabo con un alcohol de cadena corta, usando como catalizador ácido sulfúrico. En este caso se reportarán los resultados con etanol, que si bien es menos activo que el metanol, interesa específicamente estudiarlo por razones de seguridad, relativo a la toxicidad del metanol, y por ser también proveniente de fuentes renovables. <-->                                Ácido Graso  +   EtOH                   Et-O-R (Biodiesel)  +   H2O                   (1) La determinación de parámetros cinéticos no es sencilla en este sistema, ya que sólo en determinadas condiciones la reacción se lleva a cabo en fase homogénea. La separación de fases dependerá de la cantidad de agua presente en el sistema (inicial o formada durante la reacción), el exceso de alcohol utilizado, la concentración de ácido sulfúrico y la temperatura. En las experiencias realizadas se cuenta con sistemas homogéneos al inicio de la reacción ya que se trabaja con materias primas libres de agua y alcohol anhidro, a 60-70ºC. Con el transcurso de la reacción se va formando agua y consumiendo alcohol que es el compuesto que actúa como solvente en el sistema. Basándonos en experiencias anteriores, en el presente trabajo se utilizó una relación molar de 15:1 (etanol / ácido graso) para el aceite vegetal de acidez 18, con el objeto de evitar la separación de fases. Por otro lado, las materias primas ácidas son una mezcla de triglicéridos y ácidos grasos, o inclusive mas complejas, y es necesario evaluar la posible interacción de ambas para poder explicar el comportamiento de la reacción en determinadas condiciones. Para ello se estudió un mecanismo donde ocurren en forma acoplada la reacción de esterificación (1) y las reacciones de hidrólisis de los glicéridos. Para estudiar la evolución de la reacción en el tiempo se tomaron pequeñas alícuotas de muestra de la mezcla reaccionante, la cual es lavada, centrifugada, y posteriormente analizada: ácidos grasos libres, contenido de ésteres, Mono-, Di- y Triglicéridos, y agua, determinados según lo establecido en norma EN 14214. Los resultados experimentales permitieron verificar el mecanismo propuesto. Actualmente se esta trabajando en la determinación de los parámetros cinéticos.