Valorización de un aceite residual de alta acidez generado en las industrias de reciclaje de aceites de desecho de cocinas
DOI:
https://doi.org/10.3989/gya.1179182Palabras clave:
Aceite de fritura usado, Acidez, Biodiésel, Ésteres metílicos, EsterificaciónResumen
En las industrias de recogida y reciclado de aceites de fritura usados se obtiene una fracción de lodos que contiene un gran porcentaje de aceite con un extremadamente alto índice de acidez ( > 60%). En este trabajo proponemos un esquema de producción de ésteres metílicos basado en la esterificación de los ácidos grasos libres seguida de la transesterificación de los triglicéridos remanentes. Las esterificaciones se llevaron a cabo usando diferentes relaciones molares metanol:aceite y diversos catalizadores en diferentes concentraciones en peso. Los resultados ilustraron que los catalizadores homogéneos alcanzaron mayores rendimientos en la esterificación que los catalizadores heterogéneos. Para mejorar el proceso, se probó una hidrólisis previa con lipasas de Candida rugosa. Finalmente, se llevó a cabo el proceso con las 3 etapas, en las condiciones más favorables de cada una de ellas, obteniendo un 84% en peso de ésteres metílicos, lo que muestra el potencial de este aceite residual como fuente de biodiésel.
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Álvarez-Mateos P, Alés-Álvarez FJ, García-Martín JF. 2019. Phytoremediation of highly contaminated mining soils by Jatropha curcas L. and production of catalytic carbons from the generated biomass. J. Environ. Manag. 231, 886-895. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.10.052 PMid:30419444
Bastidas M, Buelvas LM, Marquez MI, Rodriguez K. 2010 Producción de carbón activado a partir de precursores carbonosos del Departamento del Cesar, Colombia. Inf. Tecnol. 21, 87-96. https://doi.org/10.4067/S0718-07642010000300010
Borges ME, Díaz L. 2012. Recent developments on heterogeneous catalysts for biodiesel production by oil esterification and transesterification reactions: A review. Renew. Sust. Ener. Rev. 16, 2839-2849. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.01.071
Botton V, Piovan L, Meir HF, Mitchell DA, Cordova J, Kriege N. 2018. Optimization of biodiesel synthesis by esterification using a fermented solid produced by Rhizopus microsporus on sugarcane bagasse. Bioprocess Biosyst. Eng. 41, 573-583. https://doi.org/10.1007/s00449-018-1892-5 PMid:29353453
Chai M, Tu Q, Lu M, Yang YJ. 2014. Esterification pretreatment of free fatty acid in biodiesel production, from laboratory to industry. Fuel Process. Technol. 125, 106-113. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.03.025
Chowdhury A, Sarkar D, Mitra D. 2016. Esterification of Free Fatty Acids Derived from Waste Cooking Oil with Octanol: Process Optimization and Kinetic Modeling. Chem. Eng. Technol. 39, 730-740. https://doi.org/10.1002/ceat.201400745
Cvengro? J, Cvengro?ová Z. 2004. Used frying oils and fats and their utilization in the production of methyl esters of higher fatty acids. Biomass Bioeng. 27, 173-181. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2003.11.006
García-Martín JF, Barios CC, Alés-Álvarez FJ, Domínguez- Sáez A, Álvarez-Mateos P. 2018. Biodiesel production from waste cooking oil in an oscillatory flow reactor. Performance as a fuel on a TDI diesel engine. Renew. Ener. 125 546-556. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.03.002
García-Martín JF, Alés-Álvarez FJ, López-Barrera MC, Martín-Domínguez I, Álvarez-Mateos P. 2019. Cetane number prediction of waste cooking oil-derived biodiesel prior to transesterification reaction using near infrared spectroscopy. Fuel 240, 10-15. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.11.142
García-Martín JF, Alés-Álvarez FJ, Torres-García M, Feng CH, Álvarez-Mateos P. 2019. Production of oxygenated fuel additives from residual glycerine using biocatalysts from heavy-metal-contaminated Jatropha curcas L. roots. Energies 12 (4), 740. https://doi.org/10.3390/en12040740
García Martín JF, López Barrera MC, Torres García M, Zhang QA, Álvarez Mateos P. 2019. Determination of the acidity of waste cooking oils by near infrared spectroscopy. Processes 7 (5), 304. https://doi.org/10.3390/pr7050304
González I, González JA. 2015. Aceites usados de cocina. Problemática ambiental, incidencias en redes de saneamiento y coste del tratamiento en depuradoras. Aguas Resid. Inf. 1-8. Available at: http://www.aguasresiduales. info/revista/articulos/problematica-ambiental-incidencias-en-redes-de-saneamiento-y-coste-del-tratamiento-en-depuradoras-de-los-aceites-usados-en-cocina.
Hidayat A, Rochmadi, Wijaya K, Nurdiawati A, Kurniawan W, Hinode H, Yoshikawa K, Budiman A. 2015. Esterification of palm fatty acid distillate with high amount of free fatty acids using coconut shell char based catalyst. Energy Proced. 75, 969-974. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.07.301
Kastner JR, Miller J, Geller DP, Locklin J, Keith LH, Johnson T. 2012. Catalytic esterification of fatty acids using solid acid catalysts generated from biochar and activated carbon. Catal. Today 190, 122-132. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2012.02.006
Leung DYC, Guo Y. 2006. Transesterification of neat and used frying oil: Optimization for biodiesel production. Fuel Process. Tech. 87, 883-890. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2006.06.003
Marchetti JM, Errazu AF. 2008. Esterification of free fatty acids using sulfuric acid as catalyst in the presence of triglycerides. Biomass Bioen. 32, 892-895. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2008.01.001
Ministerio de Agricultura y Pesca Alimentacion y Medio Ambiente. 2017. Informe del consumo de alimentación en España 2016', p. 242.
Mittelbach M, Enzelsberger H. 1999. Transesterification of heated rapeseed oil for extending diesel fuel. J. Am. Oil Chem. Soc. 76, 545-550. https://doi.org/10.1007/s11746-999-0002-x
Nawar WW. 1984. Chemical Changes in Lipids Produced by Thermal Processing. J. Chem. Educ. 61, 299-302. https://doi.org/10.1021/ed061p299
Özbay N, Oktar N, Tapan NA. 2008. Esterification of free fatty acids in waste cooking oils (WCO): Role of ion-exchange resins. Fuel 87, 1789-1798. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2007.12.010
Pereda Marín J, Barriga Mateos F, Álvarez Mateos P. 2003. Aprovechamiento de las oleinas residuales procedentes del proceso de refinado de los aceites vegetales comestibles, para la fabricación de biodiesel. Grasas Aceites 54 (2), 130-137. https://doi.org/10.3989/gya.2003.v54.i2.255
Sánchez-Gimeno AC, Benito M, Vercet A, Oria R. 2008. Aceite de oliva virgen extra del Somontano: evaluación de las modificaciones físico-químicas tras la fritura doméstica de patatas prefritas congeladas. Grasas Aceites 59, 57-61. https://doi.org/10.3989/gya.2008.v59.i1.491
Uribe LM, López ME, Gonzáles AG. 2013. Activación de carbón mineral mediante proceso físico en horno tubular horizontal y atmósfera inerte. Rev. Colombiana Material. 4, 93-108.
Vitiello R, Li C, Russo V, Tesser R, Turco R, Di Serio M. 2017. Catalysis for esterification reactions: a key step in the biodiesel production from waste oils. Rend. Fis. Acc. Lincei, 28, 117-123. https://doi.org/10.1007/s12210-016-0570-2
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