Síntesis de biodiesel a partir de aceite crudo de palma (Elaeis guineensis Jacq.) utilizando ZrO2 modificado con boro

Abstract

La transesterificación de aceites para la obtención de biodiesel es una alternativa para la sustitución de combustibles fósiles. La estequiometría de la reacción involucra un triglicérido con un alcohol en presencia de un catalizador básico como el NaOH. Sin embargo las nuevas alternativas consideran el uso de catalizadores heterogéneos, siendo promisorio el ZrO2 puro o modificado y el uso de aceites vegetales crudos. En cuanto a la información de obtención de biodiesel a partir de aceite crudo de palma, se requiere obtener datos precisos sobre la reacción y los fenómenos que se llevan a cabo, además de explorar las condiciones de operación del proceso. Por lo anterior, el objetivo del estudio fue la síntesis de biodiesel a partir de aceite crudo de palma (Elaeis guineensis Jacq.) utilizando ZrO2 modificado con boro. El trabajo de investigación se desarrolló en dos etapas: En la primera etapa se realizó la transesterificación del aceite crudo de palma con metanol durante 2 h en un reactor tipo Batch, utilizando como catalizador NaOH y una velocidad de agitación de 2000 rpm. Los factores estudiados fueron la relación molar metanolaceite (RMA) (5-8:1), concentración del catalizador (0.8-2 %) y temperatura de reacción (50°-70 °C), empleando un diseño factorial 23 con puntos centrales. Los resultados mostraron que el factor significativo fue la concentración de catalizador (p<0.01). Con la finalidad de optimizar el rendimiento se aplicó el método de ruta ascendente, lo que permitió maximizar el rendimiento de biodiesel crudo a 98.45 % con una RMA de 6.7:1, concentración de NaOH de 0.75 % y 58° C. En la segunda etapa se valoró la transesterificación del aceite crudo de palma con metanol y como catalizador ZrO2. Se sintetizó el óxido mediante el método de sol-gel y se modificó con sulfato y borato. Lo anterior en función de que la literatura científica establece el uso de este catalizador modificado con fosfato en la reacción de transesterificación y así comparar los resultados cuando el ZrO2 se modifica con boro. Las reacciones se llevaron a cabo en un reactor de vidrio tipo Batch con una RMA 30:1, concentración de catalizador de 0.25 %, agitación (2000 rpm) y temperatura (60 °C) constantes, durant e 2 h de agitación. Los resultados mostraron rendimientos de biodiesel entre 27-37 %, destacando el ZrO2 modificado con boro (36.25 %) con el rendimiento máximo a pesar que las condiciones de reacción fueron suaves, lo que indica un uso promisorio dentro de la síntesis de biodiesel.