PRODUCCIÓN SUPERCRÍTICA DE BIODIÉSEL EMPLEANDO ACEITE DE JOJOBA COMO MATERIA PRIMA

Transcripción

1 PRODUCCIÓN SUPERCRÍTICA DE BIODIÉSEL EMPLEANDO ACEITE DE JOJOBA COMO MATERIA PRIMA Celián Román-Figueroa, Pilar Olivares-Carrillo, Joaquín Quesada-Medina, Francisco Palacio-Nereo, Manuel Paneque

2 INTRODUCCIÓN Cuál es la importancia del biodiésel? Abastecimiento Materias primas Carbono Neutral Símil diésel fósil Renovable Problemas geopolíticos

3 INTRODUCCIÓN Transesterificación O O C H 2 C R CH O H 2 C C R' O O O C R'' 3 HO R''' O R C OH O R''' H 2 C O CH OH + + R' C H 2 C O R''' OH O R'' C O R''' Triglicérido Alcohol Glicerina Ésteres alquílicos

4 INTRODUCCIÓN Transesterificación Reacción de Alcohol/Aceite Catalizadores Básicos (NaOH y KOH) Ácidos Enzimáticos Disminuir la viscosidad de los aceites

5 INTRODUCCIÓN Transesterificación supercrítica Metanol supercrítico (T c > 240 C y P c > 8.1 MPa) No emplea catalizadores No existen problemas con las impurezas de la materia prima Aceite y alcohol funcionan como una mezcla homogénea Menores tiempos de reacción

6 INTRODUCCIÓN Jojoba (Simmondsia chinensis) Nativa de zonas áridas y semi-áridas Semillas con entre 45 55% de aceite (cera líquida) Múltiples usos comerciales Aceite compuesto por ésteres de cadena larga, de ácidos y alcoholes grasos Situación en Chile?

7 METODOLOGÍA Etapas de transesterificación Preparación Aceite-cera de Jojoba, origen Punitaqui, Región de Coquimbo Metanol anhidro Proceso Incorporación de aceite y metanol en el reactor (relación molar de 15:1) Se calienta el baño de sales hasta la temperatura de operación Inmersión del reactor en el baño de sales Condiciones Temperatura entre 250 y 350 C ( MPa) Duración de la reacción entre 15 y 90 min

8 METODOLOGÍA Reactor de extracción supercrítica P Acero Inoxidable A310 Reactor Disco de ruptura de hasta 90 MPa Mezcla de 56% de KNO 3 y 44% de NaNO 2 Panel de control Sistema mecánico de agitación Baño de sales Baño de agua Sistema de enfriamiento por shock térmico

9 METODOLOGÍA Determinación de ésteres metílicos Norma Europea UNE-EN 14103: mg de muestra en 5 ml de solución estándar Columna capilar CP-Wax 52 CB (30 m 0.32 mm, 0.25 µm film) Helio (1 ml min -1 ) Temperatura del horno 210 C, temperatura del inyector y detector 250 C

10 RESULTADOS Composición de ácidos grasos Aceite de Jojoba Miwa, 1971 (Arizona) Spencer et al., 1977 (Arizona) Nashy et al., 2011 (Egipto) Este Trabajo (Chile) C14:0 0,1 0,1 - - C16:0 1,2 1,4 1,8 1,2 C16:1 0,3 0,4-0,3 C18:0 0,1 0,2 0,5 0,2 C18:1 10,6 9,4 13,7 8,3 C18:2 0,1-0,4 - C18:3 0,2-6,2 - C20:0 0,2 0,1 - - C20:1 69,6 71,1 64,6 72,8 C22:0 0,5 0,6 - - C22:1 14,0 13,8 11,4 15,4 C24:0 0,1 0,5 - - C24:1 2,0 2,4 1,4 1,7 Principales ácidos grasos similares a otros trabajos Ausencia de ácidos grasos poliinsaturados Presencia de alcoholes grasos eicosenol y docosenol Miwa, T J. Am. Oil Chem. Soc. 48(6): Spencer, G.F., Plattner, R.D., Miwa, T J. Am. Oil Chem. Soc. 54(5): Nashy, E.S.H.A., Megahed, M.G., M.A.A. El-Ghaffar J. Am. Oil Chem. Soc. 88(8):

11 RESULTADOS Rendimiento de FAMEs (%mol) Producción de ésteres metílicos C 275 C 300 C 325 C Estabilización 350 C en el rendimiento de FAMEs luego de 45 min de reacción 350 y 325 C > 90 FAMEs (%mol) 300 C 50 FAMEs (%mol) Duración de la reacción (min) 250 y 275 C < 20 FAMEs (%mol)

12 RESULTADOS Ésteres metílicos (%mol) Producción de principales ésteres metílicos ,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Palmitato de metilo C 275 C 300 C 325 C 350 C Oleato de metilo No disminuye el rendimiento de los ésteres metílicos Gadoleato de metilo (C20:1) 2 Behenato de metilo Duración de la reacción (min) Duración de la reacción (min)

13 RESULTADOS Relación éster metílico/c16:0 Relación éster metílico con palmitato de metilo min de reacción 90 min de reacción C 250 C C C 300 C 300 C C C C Original C Original C18:1 C18:3 C20:1 C22:1 C24:1 0 C18:1 C18:3 C20:1 C22:1 C24:1 Ésteres metílicos del aceite de jojoba

14 CONCLUSIONES Conclusiones La composición de ácidos grasos es similar a la de otros aceites de jojoba de distintos orígenes La mayor producción de FAMEs, 94,4 %mol, se obtuvo a 350 C y 90 min de reacción La producción de ésteres metílicos individuales, se mantuvo estable bajo las distintas condiciones de reacción ( C y min) No se aprecia degradación térmica de las cadenas grasas, bajo las condiciones experimentales

15 AGRADECIMIENTOS Agradecimientos A la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (CONYCIT) y al Ministerio de Energía por el financiamiento por medio del Programa para Pasantías en el Extranjero en el Ámbito Energético Al Departamento de Química de la Universidad de Murcia por el apoyo recibido durante el desarrollo de la pasantía

16 Muchas Gracias PRODUCCIÓN SUPERCRÍTICA DE BIODIÉSEL EMPLEANDO ACEITE DE JOJOBA COMO MATERIA PRIMA