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Desarrollo de catalizadores solidos de naturaleza básica y su aplicación en la producción de biodiesel a partir de aceite de palma africana

Resumen

En búsqueda de un catalizador activo y estable para la producción de biodiésel, se evaluaron en la transesterificación de triacetina cuatro tipos de catalizadores: CaO, hidrotalcitas, Al2O3 y MgO modificados con metales alcalinos. Se analizó la influencia de las propiedades texturales y el tipo y cantidad de metal impregnado, sobre la basicidad y el comportamiento catalítico. Los resultados mostraron que la impregnación de metales no conduce a la formación de sólidos estables, ya que presentan lixiviación en el medio de reacción. El CaO es el único material que presentó evidencias claras de estabilidad. Se analizó el efecto de la temperatura de reacción, del tipo de alcohol, la relación molar alcohol/triacetina y la cantidad de catalizador sobre el comportamiento catalítico del CaO. A temperatura ambiente, con una relación molar metanol/triacetina de 6 y 1% de CaO se logró conversión total de la triacetina en 1 h de reacción. No hubo contribución de catálisis homogénea, ya que la baja cantidad de Ca disuelto en la mezcla reactiva no catalizó en grado apreciable la reacción. El CaO mantuvo una elevada actividad catalítica durante cinco ciclos de reacción. Finalmente se analizó la influencia del tamaño del triglicérido sobre la actividad del CaO en la transesterificación de trioleína y de aceite de palma con metanol. Además, se estudió el efecto de la adición de nhexano como cosolvente sobre la velocidad de reacción. Al trabajar con triglicéridos grandes aumentan los impedimentos estéricos y las limitaciones difusionales que afectan en gran manera la reacción. Al adicionar nhexano incrementa la velocidad de reacción al mejorar el contacto entre los reactivos. A partir de este estudio se puede asegurar que el CaO por su bajo costo, alta disponibilidad, fortaleza básica, alta actividad y baja solubilidad en metanol, es un catalizador atractivo para la reacción de transesterificación del aceite de palma con metanol.