Obtención de biodiésel por transesterificación de aceites vegetales. Nuevos métodos de síntesis. Catálisis heterogénea. Radiación Microondas

Abstract

En la presente Tesis Doctoral se ha llevado a cabo un amplio estudio que comprende tres partes. En la primera parte se ha abordado la optimación del proceso de obtención de biodiesel a partir de aceites de girasol, colza, soja, carinata, jatropha y cynara, estudiando la influencia de un amplio grupo de variables de operación entre las que se encuentran la temperatura, el tipo de catalizador (catalizadores homogéneos básicos y ácidos), la agitación, la concentración de catalizador y la relación molar metanol/aceite. Aun cuando los resultados obtenidos mediante catálisis homogénea son satisfactorios, existen problemas relacionados con la recuperación de catalizadores, formación de jabones (en el caso de catalizadores básicos), etc. Afortunadamente, los problemas derivados de la utilización de catalizadores básicos y la reducción de selectividad asociada a la utilización de catalizadores homogéneos se pueden evitar empleando catalizadores heterogéneos. Por este motivo en la segunda parte de la tesis doctoral se ha efectuado un estudio que tiene como protagonista la presencia de catalizadores heterogéneos, previamente preparados y caracterizados en el laboratorio. Las variables de operación empleadas fueron nuevamente la temperatura, el tipo de catalizador, la agitación, la concentración de catalizador (relación catalizador-aceite) y la relación molar metanol/aceite. Además, también se investigaron variables intrínsecas a cada catalizador heterogéneo como la especie activa, y fueron llevadas a cabo pruebas de actividad y heterogeneidad para la reacción de transesterificación, y en caso de ser positivas, pruebas de reutilización de los catalizadores. Con frecuencia, para llevar a cabo los procesos de transesterificación catalítica heterogénea a una velocidad adecuada hay que emplear temperaturas y presiones relativamente elevadas, lo cual implica una alta demanda de energía. Esta demanda se puede reducir mediante el empleo de radiaciones microondas. Cuando la reacción es llevada a cabo bajo la presencia de estas radiaciones la cantidad de subproductos y el tiempo de proceso se reducen drásticamente. Estas ventajas derivan del hecho de que la energía microonda es transferida directamente a la molécula sometida a reacción. De esta forma es posible reducir el proceso a tiempos muy pequeños. Por estos motivos, la tercera parte de la tesis doctoral se ha dedicado al estudio del proceso de transesterificación en presencia de radiación microondas el cual se ha llevado cabo de forma continua y discontinua. Estas tres partes experimentales han supuesto la realización de numerosos experimentos, determinaciones analíticas y aplicación de técnicas especiales (particularmente en la segunda y tercera parte) que pueden encuadrarse dentro de los métodos de síntesis de segunda o tercera generación.