Determinación de la Cinética de Reacción de Transesterificación para la obtención de Biodiesel a partir de aceite de Cartamo con Metanol utilizando como Catalizador NA2O/NAX

Abstract

El biodiesel está constituido por ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga producidos a partir de aceites vegetales y grasas animales, siendo la colza, el girasol y la soya las materias primas más utilizadas para este fin. El método convencional para la obtención de biodiesel, es la transesterificación de aceites vegetales y un alcohol, utilizando catalizadores homogéneos como NaOH y KOH sin embargo, este sistema necesita grandes cantidades de agua para la purificación del biodiesel, por lo que no es considerado un método medioambientalmente amigable. Por ello, en los últimos años se han desarrollado sistemas heterogéneos para la reacción de transesterificación ya que estos no requieren de grandes cantidades de agua para lavar los productos. De estos a nivel laboratorio, el catalizador Na2O/NaX se ha utilizado en la transesterificación del aceite de girasol con metanol alcanzando un porcentaje alto de esteres metílicos (> 95 %), a condiciones moderadas de operación. Por lo anterior, se considera a este catalizador como una opción para trabajar a nivel de planta piloto. Para escalar dicho proceso es necesario conocer la cinética de la reacción, ya que a partir de esta es posible establecer parámetros para el diseño del reactor, determinar el tiempo de reacción y las condiciones de operación. El objetivo del presente trabajo fue obtener la cinética de la reacción de transesterificación en un sistema heterogéneo básico para la obtención de biodiesel a partir de aceite de cártamo con metanol utilizando como catalizador Na2O/NaX. Se trabajó a condiciones moderadas de operación (60o C y presión atmosférica) con tres relaciones molares alcohol: aceite 12:1, 9:1 y 6:1 con un 10% en peso de catalizador respecto al peso del aceite, con 4.5% de sodio. Para determinar la cinética de reacción se empleó el método integral, de manera que se obtuvieron muestras a diferentes tiempos de la reacción para después ser monitoreadas en cromatografía de gases y obtener su contenido de porcentaje de triglicéridos de acuerdo con la Norma Europea UNE-EN 14105, los órdenes de reacción global obtenidos para cada relación (12:1, 9:1 y 6:1) fueron de tercer orden con una constante de velocidad de 2X10-5 , 1X10-5 y 3X10-5 L 3 /mol2 *(gr-1 cat. min-1 ), respectivamente.