ESTRATEGIAS DE MEJORA PARA LA SÍNTESIS ENZIMÁTICA DE BIODIESEL A PARTIR DE MATERIAS PRIMAS DE SEGUNDA GENERACIÓN
Enviado por Jillian • 7 de Diciembre de 2018 • 15.754 Palabras (64 Páginas) • 416 Visitas
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla
Página
1
Comparación de las propiedades del biodiesel y diésel
5
2
Formula estructural para los ácidos grasos presentes en el biodiesel
6
3
Comportamiento histórico de la producción de biodiesel
8
4
Composición media de aceites vegetales sin refinar
9
5
Comparación entre un catalizador ácido, alcalino y enzimática para la producción de biodiesel
12
6
Perfil de ácidos grasos del aceite usado de cocina
13
7
Perfil de ácidos grasos del aceite de higuerilla
17
8
Reactivos ocupados por el desarrollo experimental
32
9
Perfil de ácidos grasos del aceite de fritura (WCO) y del aceite de ricino
34
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura
Página
1
Estructura química del biodiesel
4
2
Proceso de extracción de biodiesel
7
3
Reacción global de transesterificación
10
4
Triglicérido del aceite de ricino
17
5
Mecanismo de Transesterificación catalizada por base
21
6
Mecanismo de Transesterificación catalizada por ácido
22
7
Mecanismo de Transesterificación catalizada por enzima
26
8
Recolección y tratamiento del aceite de ricino
37
9
Metodología de la reacción de transesterificación
38
10
Tratamiento de la enzima para su reutilización
39
11
Rendimiento de etanol con aceite de fritura
44
12
Rendimiento de metanol con aceite de fritura
44
13
Rendimiento con la mezcla de alcoholes y WCO
45
14
Rendimiento de etanol con aceite de ricino
45
RESUMEN
Aún cuando la síntesis de biodiesel ha sido muy estudiada, existen retos a vencer para la completa factibilidad técnica y económica para su producción industrial. Entre dichos retos se encuentran: las materias primas utilizadas, el tipo de catalizador empleado y el sistema de reacción para su producción. Por tanto, se hace necesario desarrollar estrategias de mejora para la síntesis de biodiesel. En este trabajo se propone una síntesis enzimática a partir de materias primas de segunda generación. Para ello, las materias primas empleadas son aceite de fritura (WCO) y aceite de higuerilla (CO); el biocatalizador es CALB (lipasa B de Candida antarctica) y el sistema de reacción consistió en un reactor discontinuo de 25 mL, en presencia de alcoholes primarios: etanol (EtOH) y metanol (MeOH).
Este estudio se llevó a cabo en el Laboratorio de Ingeniería Química del Centro Conjunto de Investigación en Química Sustentable UAEM-UNAM (CCIQS) y se dividió en cuatro etapas:
En la primer etapa se evaluaron como principales parámetros de reacción: temperatura (30, 40 y 50oC), relación molar de sustratos (1:3, 1:6 y 1:9, aceite:alcohol) y carga de enzima (2, 5 y 10%, con respecto a la mezcla total de reactivos). El alcohol empleado en esta etapa es EtOH y la materia prima WCO.
La segunda etapa consistió en la evaluación de la eficiencia catalítica de la enzima mediante el desarrollo de ciclos de reutilización de la misma, en presencia de EtOH bajo las mejores condiciones de reacción encontradas en la etapa anterior: 50oC, relación molar de sustratos 1:6 y 10% de enzima. Paralelamente se desarrollaron ciclos de reutilización en presencia de MeOH bajo las mismas condiciones de reacción.
En la tercera etapa emplearon diferentes mezclas MeOH:EtOH (100:0, 80:20, 60:40, 50:50, 40:60, 20:80 y 0:100, %mol/%mol) para eficientar la reacción enzimática de transesterificación. Los resultados obtenidos muestran que en presencia de las diferentes mezclas de alcoholes la eficiencia catalítica mejora a medida que la concentración de EtOH en el medio de reacción incrementa. En los ciclos de reutilización de CALB en presencia de
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