El biodiesel son ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de una materia prima lipídica renovable, tales como aceite vegetal o grasa animal. La reacción para su obtención es la transesterificación que consta de tres pasos:
Triglicerido + metanol -> Ester + Diglicérido
La reacción se basa en la reacción de las moléculas de Triglicéridos - Principal componente del Aceite vegetal y animal - con un alcohol de bajo peso molecular, normalmente este suele ser metanol, pero también podemos usar etanol, propanol y butanol.
Normalmente se añade una proporción 1:3, aunque suele echarse algo más del producto alcohol para hacer que la reacción sea completa hacia la derecha. Es también de importancia que suele conseguirse reacciones con un rendimiento que ronda el 100%, por lo que suelen ser reacciones económicas.
Para este tipo de reacciones se utilizan catalizadores para aumentar el rendimiento de la reacción. Los tipos de catalizadores utilizados son: ácidos (ácido sulfúrico, ácido sulfónico y ácido clorhídrico), alcalinos (hidróxido de sodio, metóxido de sodio, hidróxido de potasio, metóxido de potasio y carbonatos) y enzímaticos(lipasas).
La transesterificación en fase homogénea con catalizadores alcalinos es más rápida y las condiciones de reacción son moderadas con respecto a los ácidos. Pero su uso en la transesterificación de aceites vegetales produce jabón por neutralización de los ácidos grasos libres y la saponificación de los triglicéridos.
La reacción de saponificaión es la siguiente:
CH3-(CH2)-COO-CH2-R + NaOH ----> CH3-(CH2)n- COONa + OH-CH2-R
éster jabón alcohol
Lo cual consume parcialmente el catalizador, disminuye el rendimiento y dificulta la separación y purificación del biodiesel. Por ello los Glicéridos y Alcoholes han de ser anhídridos con menos de un 0,06% en relación v/v, ya que de esta forma se evita que se creen reacciones de saponificación al tratar los glicéridos con alcohol y el catalizador básico.
El otro problema del uso de catalizadores es la reacción de los Acidos grasos libres que se encuentran en el Aceite con el catalizador formando lo que no queremos que se forme, un Jabón potásico, por lo que se aprovechan para la creación de biodiesel mediante las reacciones de esterificación.
Las reacciones de "Esterificación" consisten en:
Ácido graso + metanol -> Ester métilico + Agua
En este caso, los catalizadores suelen ser ácidos o enzimáticos, ya que al contrario que la transesterificación, no es necesario recurrir a tiempos largos de proceso ni altas temperaturas, cosa que sí ocurriría si en una reacción de transferificación usaramos estos catalizadores.
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