Enhancing biodiesel production using green glycerol-enriched calcium oxide catalyst: an optimization study

Abstract

El rápido crecimiento de la producción de biodiésel ha disparado la disponibilidad de abundantes cantidades de glicerol con un potencial para su transformación en valiosos productos químicos e intermedios. La capacidad de los catalizadores homogéneos para acelerar la producción de biodiésel utilizando condiciones de reacción suaves es bien conocida y ha dado lugar a su uso generalizado. Sin embargo, los catalizadores homogéneos son miscibles en el medio de reacción, lo que ha provocado muchas preocupaciones relacionadas con su recuperación, reutilización y la generación de emulsiones, que redujeron el rendimiento así como la pureza del biodiésel y del glicerol. La catálisis heterogénea ha ofrecido una solución imperativa a los inconvenientes antes mencionados relacionados con el uso de sus homólogos homogéneos En el presente trabajo se ha optimizado un proceso de producción de biodiésel usando un nuevo catalizador heterogéneo a base de óxido de calcio enriquecido con glicerol. La eficacia del catalizador sintetizado para la metanólisis de aceite crudo de Jatropha curcas con alto contenido en ácidos grasos libres se investigó sistemáticamente examinando los efectos de la dosis de glicerol, la temperatura, el tiempo, la relación molar metanol-aceite y la cantidad de óxido de calcio (CaO) en el proceso. El índice de acidez del aceite se redujo 49 veces y la conversión máxima del aceite fue del 96,1% tras la reacción de metanólisis, lo que indicaba la mejora del rendimiento del óxido de calcio, tras su tratamiento con glicerol, en la aceleración de la producción de biodiésel a partir de aceite crudo con una cantidad muy elevada de ácidos grasos libres. Además, mediante el análisis de regresión (metodología de superficie de respuesta) se determinó la interacción entre las variables de reacción, su influencia en la metanólisis y las condiciones óptimas que afectan al proceso. El análisis estadístico sugirió que tanto la cantidad de CaO como la relación molar metanol/aceite tenían un impacto significativo en el proceso actual de producción de biodiésel.