Esterificación transesterificación de aceites residuales para obtener biodiesel / Esterificationannd transesterification of waste oils for biodiesel obtaining

El biodiesel es un biocombustible producido a partir de grasas y aceites, y debido a las desventajas del uso de los combustibles fósiles, su producción y consumo ha aumentado en los últimos años. En este trabajo fue estudiada la esterificación por catálisis ácida y la transesterificación alcalina de aceites residuales para obtener biodiesel. Las condiciones de relación aceite-metanol (6:1 y 5:1) y concentración de catalizador fueron variadas para seleccionar las más favorables para el proceso. Los aceites usados fueron recolectados en restaurantes de la ciudad de Cartagena. Se encontró que la variable con mayor efecto en el rendimiento de la reacción fue la relación aceite-metanol, favoreciéndose para bajas concentraciones de metanol (6:1), a las cuales se obtienen rendimientos superiores al 93%. La concentración de catalizador no influyó de manera significado la eficiencia de la esterificación. El biodiesel obtenido presentó buenas características de acidez y bajo contenido de azufre. Adicionalmente, se evidenció la necesidad de un pretratamiento a los aceites y una purificación del biodiesel para lograr el cumplimiento de estándares internacionales.

Biodiesel is a biofuel produced from fats and oils and because of the disadvantages of fossil oils use, its production and consumption has increased in recent years. In this work the esterification of waste oil by acid catalysis and alkaline transesterification to obtain biodiesel was studied. The oil-methanol (6:1 and 5:1) ratio conditions and catalyst concentration were varied to select the most favorable for the process. The oils used were collected in restaurants in the city of Cartagena. It was found that the variable to greater effect on the reaction yield was the oil-methanol ratio, favoring low concentrations of methanol (6:1), from which yields higher than 93% are obtained. The catalyst concentration did not affect significantly the efficiency of esterification. The biodiesel obtained had good acidity characteristics and low sulfur content. Additionally the need for a pretreatment to oils and biodiesel purification to achieve compliance of international standards was evidenced.

Effect of microwave-assisted system on transesterification of castor oil with ethanol / Efecto de microondas en la transesterificación de aceite de higuerilla / Efeito microondas em transesterificação do óleo de rícino

A systematic study of microwave-assisted transesterification of castor oil was conducted in the presence of ethanol and of potassium hydroxide as catalyst. Effects of various reaction parameters such as reaction time, catalyst concentration, reaction temperature and ethanol-oil molar ratio were analyzed. Ethyl esters were successfully produced by microwave-assisted transesterification. The maximum yield was 80.1% at 60°C, 10:1 alcohol: oil molar ratio, 1.5% potassium hydroxide and 10 min. The results show that there was a reduction in reaction time for microwave-assisted transesterification as compared to conventional heating, yields were slightly affected by temperature from 40-70°C; this indicates a significant effect of microwaves even at low temperatures.

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.

O presente artigo, foi realizado um estudo sistemático da transesterificação assistida por irradiação de microondas com óleo de rícino na presença de etanol e de hidróxido de potássio como catalizador. Analisou-se os efeitos da variação alguns parâmetros da reação, tais como, tempo de reação, concentração de catalisador, temperatura de reação e proporção molar de óleo de etanol. De acordo com os resultados, os ésteres etílicos foram produzidos com êxito por transesterificação assistida por microondas, obtendo um rendimento máximo de 80.1% a 60 °C, razão molar de 10:1 álcool: óleo, 1.5% de hidróxido de potássio em 10 min. Houve uma redução no tempo de reação de transesterificação assistida por microondas, em relação ao aquecimento convencional. Os resultados mostram que os rendimentos são ligeiramente afetados pela temperatura, no intervalo de 40-70 °C, indicando um efeito significativo de microondas mesmo a baixas temperaturas.

Obtención de biodiesel a partir de diferentes tipos de grasa residual de origen animal / Extractin biodieesel from different types of animal origin residual fat

Se estudian diferentes posibilidades de obtención de biodiesel a partir de residuos grasos generados en la explotación pecuaria: grasa de pollo, cerdo, y vacuna, para ello se analizan las variables relación molar alcohol/grasa animal y cantidad de catalizador, puesto que son las que más inciden en la calidad del biodiesel, al evaluar sus características y rendimientos de la reacción de transesterificación. El rendimiento en el proceso de extracción de la grasa de material de desecho de pollo es del 70,5%, y de la grasa de cerdo del 90%, por lo que se plantean como alternativas viables desde el punto de vista técnico, permitiendo la valorización de estos desechos orgánicos y aliviando la contaminación generada en este tipo de industrias. De la caracterización realizada a la grasa de pollo y cerdo se pudo establecer que ambas materias primas son de baja acidez lo cual garantiza un alto grado de transesterificación, teniendo en cuenta que tuvo un rendimiento del 96% a partir de la grasa de pollo y del 91,2% a partir de la grasa de cerdo. Del análisis cromatográfico del biodiesel sintetizado se obtuvo que el ácido graso más común fue el del ácido oleico.

Different possibilities of extracting biodiesel from fat residues generated on farm livestock: chicken, pork, and bovine fat, were studied. To do this, the variables molar ratio alcohol/animal fat and amount of catalyst are analyzed, since those are the ones which most affect the quality of biodiesel when assessing the characteristics and efficiency of the transesterification reaction. The efficiency in the poultry waste material extraction process is 70.5%, and in pork fat is 90%, reason why they are proposed as feasible alternatives from the technical standpoint, allowing the recovery of this organic waste, thus alleviating the pollution generated by this type of industry. From the characterization performed on chicken and pork fat, it has been established that this raw material has low acidity which ensures a high degree of transesterification, taking into account that it had 96% efficiency from chicken fat and 91.2% from pork fat. From the synthesized biodiesel Chromatographic analysis it was found that the most common fatty acid was oleic acid.

Caracterización de biodiesel obtenido de aceite residual de cocina / Characterization of Biodiesel obtained from waste cooking oil

Se realizó un análisis físico y químico a cada uno de los siguientes tipos de aceite: desechado proveniente de asaderos de pollo, usado de hogares y fresco adquirido en el mercado local de la ciudad de Florencia, Caquetá (Colombia). Se evaluaron los siguientes parámetros: Peso específico, índice de yodo, índice de saponificación, índice de refracción, humedad y materia volátil, punto de fusión, impurezas insolubles, índice de acidez, coeficiente específico de extinción valores k232< y k270, color y prueba de Kreiss. Igualmente se evaluaron los espectros UV-VIS de los tres tipos de aceite estudiados. Se ensayaron siete diferentes tipos de catalizadores para la reacción de transesterificación manteniendo en todos los casos la proporción de catalizador: aceite 38:190 (v/v), tiempo de reacción (2h) y temperatura de reacción (60°C). Se lograron rendimientos de biodiesel de 75.8% de aceite desechado usando KOH 1,269%p/v/MeOH 99%; 87.50% de aceite usado con KOH 0,537%p/v/MeOH 99% y 86.60% de aceite fresco usando KOH 0,457%p/v/MeOH 99%. Al biodiesel obtenido en cada caso se le determinó peso específico, índice de refracción, humedad y materia volátil, cenizas sulfatadas, carbón residual, corrosión a la lámina de cobre y perfil de ácidos grasos. En todos los casos hubo predominio de ácido palmítico, ácido oléico y ácido esteárico en los aceites usados y desechados. Del análisis por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas se pudo establecer que el contenido total de ésteres metílicos de ácidos grasos es del 98,38% para el biodiesel de aceite desechado; 99,53% para el biodiesel de aceite usado y 97, 69% para el biodiesel de aceite fresco.

There was performed a physical and chemical analysis to the following types of oils: waste oil taken from chicken steakhouses, waste oil from houses and clean oil taken from the local market at Florencia, Caquetá (Colombia). There were evaluated the following parameters: specific weight, iodine value, saponification value, refractive index, moisture and volatile matter, melting point insoluble impurities acid, specific extinction coefficient k232< and k270 values, color and Kreiss test. Also, there were evaluated the UV-VIS spectra for the three types of oil studied. There were tested seven different types of catalysts for the transesterification reaction, maintaining the same ratio of catalyst for all cases: oil 38:190(v/v), reaction time (2 h) and reaction temperature (60 °C). There was achieved biodiesel yields of 75.8% discarded oil using KOH 1.269%w/v/99%MeOH; 87.50% wasted oil with KOH 0.537% w/v/99%MeOH and 86.60% fresh oil using KOH 0.457% w/v/MeOH99%. For the biodiesel obtained, in each case, was determined specific gravity, refractive index, moisture and volatile matter, sulfated ash, carbon residue, corrosion to the copper foil and fatty acid profile. In all cases, there was a predominance of palmitic, stearic and oleic acids in the waited and discarded oils. From the chromatography gases analysis with the mass spectrometry was established that the total content of fatty acid methyl esters was 98.38 % for biodiesel taken from waste oil; 99.53% for biodiesel taken from wasted oil and 97,69% for biodiesel taken from clean oil.