Obtención de biodiesel por transesterificación de aceites vegetales: nuevos métodos de síntesis

El biodiesel representa una de las alternativas al uso de hidrocarburos y combustibles fósiles. Durante la fase de investigación fueran llevados a cabo los siguientes apartados: - Transesterificación empleando potasio impregnado en óxido de calcio. Se ha observado que la impregnación potencia la basicidad del catalizador. Sin embargo no ha sido posible reutilizar el catalizador. - Transesterificación en condiciones sub-críticas, a partir de colza y utilizando metanol en condiciones sub-críticas. Ha sido posible obtener un alto rendimiento a una presión de reacción baja. - Transesterificación con co-solventes, a partir de colza, utilizando metanol y empleando distintos co-solventes. La presencia de co-solventes facilita la reacción, habiéndose obtenido una conversión de 97,6%, utilizando éter di-etílico, a 30ºC. - Transesterificación usando un baño de ultrasonido, a partir de ricino y utilizando metanol como catalizador. Han sido obtenidas altas conversiones a temperaturas de reacción relativamente bajas. - Transesterificación usando una sonda de ultrasonido, a partir de aceite de colza, utilizando metanol como catalizador. La irradiación ultrasónica facilito la transesterificación, obteniéndose altas conversiones, en tiempos pequeños de reacción. Se ha estudiado, en cada apartado, la influencia de diferentes variables sobre el proceso de transesterificación. Se ha desarrollado un estudio económico sencillo, teniéndose verificado que el mayor porcentaje, del costo total de producción, es referente a la materia prima. Se ha iniciado un estudio de la caracterización de las aguas residuales, producidas en la etapa de purificación, para posterior estudio del tratamiento y posible reutilización en el proceso de síntesis del biodiesel.Biodiesel is one of the alternatives to the use of hydrocarbons and fossil fuels. During the research phase it were developed the following sections: - Transesterification with potassium impregnated in calcium oxide. It has been observed that the impregnation increases the basicity of the catalyst. However it wasn’t possible to reuse the catalyst. - Transesterification in -sub-critical conditions, from rapeseed oil using methanol in sub-critical conditions. It has been possible to obtain a high yield (99.9%) at a relatively low reaction pressure. - Transesterification with co-solvents, from rapeseed oil using methanol and different co-solvents. The presence of co-solvent facilitates the reaction of transesterification, yielding a conversion of 97.6% using di-ethyl ether, at a temperature of 30 °C. - Transesterification using an ultrasonic bath, from castor oil using methanol as catalyst. High conversions were obtained, at relatively low reaction temperatures. - Transesterification using an ultrasonic processor, from rapeseed oil using methanol as catalyst. The ultrasonic irradiation facilitated the transesterification yielding high conversions to biodiesel in small reaction times (20 minutes). It was studied, in each section, the influence of different variables on the process of transesterification. It was developed a simple economic study of the process of biodiesel production in sub-critical conditions. It was verified that the highest percentage of total production cost of biodiesel is related to the raw material. It was undertaken a study of the characterization of wastewater produced in the purification step of biodiesel, for further study of treatment and possible reuse in biodiesel synthesis process.O biodiesel representa uma alternativa ao uso de hidrocarbonetos e combustiveis fósseis. Durante a fase de investigação foram desenvolvidos os seguintes capítulos: - Transesterificação usando potássio impregnado em óxido de cálcio. Observou-se que a impregnação potencia a basicidade do catalisador. No entanto não foi possível reutilizar o catalisador. - Transesterificação em condições subcríticas, a partir de colza e utilizando metanol em condições subcríticas. Foi possível obter um alto rendimento a uma pressão de reação baixa. - Transesterificação com co-solventes, a partir de colza, utilizando metanol e diferentes co-solventes. A presença destes facilita a reação, tendo-se obtido uma conversão de 97,6%, utilizando éter di-etílico, a 30ºC. - Transesterificação usando um banho de ultrassom, a partir de óleo de rícino e utilizando metanol como catalisador. Foram obtidas altas conversões a temperaturas de reação relativamente baixas. - Transesterificação usando uma sonda ultrassónico, a partir de óleo de colza e utilizando metanol como catalisador. A irradiação ultrassónica facilitou a transesterificação, obtendo-se altas conversões, em tempos pequenos de reação. Foi estudado, em cada capítulo, a influência de diferentes variáveis do processo de transesterificação. Desenvolveu-se um estudo económico simples, tendo-se verificado que a maior contribuição, do custo total de produção, é referente à matéria-prima. Foi iniciado um estudo da caracterização das águas residuais, produzidas na etapa de purificação, para posterior estúdio do tratamento e possível reutilização no processo de síntese do biodiesel.Fundaçao para a Ciência e Tecnologia (DFRH/BD/46386/2008) Junta de Extremadura (PRI06B194; PRI09B102