Proyectos
Estudio de la transesterificación de aceite de cocina usado usando butanol y alcohol isoamílico
Resumen
Los alquil ésteres de ácidos grasos se producen por transesterificación de triacilgliceroles con alcoholes primarios. Los siguientes son los aspectos más relevantes relacionados con el sistema reactivo, que deben tenerse en cuenta para la realización del proyecto. La reacción global es el resultado de tres reacciones consecutivas y cada una conduce a un estado de equilibrio químico, por lo que debe adicionarse exceso de alcohol, y, si se requiere alta conversión y rendimiento, al menos dos etapas de reacción. El sistema reaccionante es heterogéneo debido a la incompatibilidad termodinámica de reactantes y productos. Esta disminuye a medida que aumenta el peso molecular del alcohol. En todo caso, la inmiscibilidad del sistema reaccionante afecta la velocidad de la reacción debido a que el contacto entre las materias primas se dificulta. Los catalizadores más empleados son los alcalinos solubles en el alcohol, como hidróxidos y metóxidos de sodio y de potasio, aunque industrialmente solo se usan esto últimos. El uso de estos catalizadores genera problemas en las etapas de separación y purificación, especialmente cuando se usan materias primas con alto contenido de ácidos grasos libres (AGL) y agua; este es el caso del aceite de cocina usado (ACU), de tal forma que se debe hacer un pretratamiento de los aceites mediante alguno de los siguientes esquemas: refinación química, refinación física o esterificación de los AGL. El incremento en la temperatura a la que se realiza la reacción aumenta la velocidad de la misma. Sin embargo, dado que hay equilibrio químico, debe tenerse en cuenta el efecto de esta variable sobre la conversión y el rendimiento. Usualmente se trabaja a una temperatura cercana a la de ebullición del alcohol, de hecho, esto también disminuye la inmiscibilidad entre las materias primas. Este proyecto busca estudiar la transesterificación de aceite de cocina usado con butanol y alcohol isomílico, empleando un catalizador homogéneo. Como ya se mencionó, la selección de estos alcoholes está orientada hacia la obtención de plastificantes para PVC que sean biobasados. Sin embargo, en este proyecto no se estudiará la etapa de epoxidación de los alquil ésteres. El ACU se caracterizará midiendo las siguientes propiedades: humedad y volátiles, número total ácido (TAN), índice de yodo, impurezas insolubles, índice de saponificación, densidad e índice de peróxido. De acuerdo con los resultados de esta caracterización se definirá el proceso de tratamiento para convertirlo en una materia prima útil para la transesterificación. Las propiedades con las que se controlará este proceso son el valor ácido, el contenido de agua, el índice de yodo y el índice de saponificación. Para la etapa de transesterificación, se analizará el efecto de las variables temperatura (2 niveles), relación molar (3 niveles) y porcentaje de catalizador (2 niveles), para un total de 12 ensayos experimentales por cada alcohol. Las variables de respuesta serán la conversión de ACU y rendimiento hacia alquil ésteres, que se calcularán a partide de las concentraciones determinadas por cromatografía de gases. Este método está estandarizado para la determinación ésteres metílicos, pero se adaptará, teniendo en cuenta que los tiempos de elución de los alquil ésteres serán mayores. Dado que los productos de reacción no van a ser utilizados como combustibles, no es necesario que la conversión y el rendimiento tengan los valores requeridos para esta aplicación y, en principio, se requerirá de una sola etapa de reacción.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA DE APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN DE LOS SEMILLEROS DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA 2024
Modalidad:Dirigida al apoyo de proyectos de investigación realizados por los semilleros de la Facultad de Ingeniería bajo la tutoría de un(a) docente de la Facultad. Con una financiación de hasta ocho millones de pesos cuando los estudiantes integrantes del proyecto pertenezcan a una sola de las cinco Área Curriculares de la Facultad.
Responsable