Síntesis quimioenzimática de ésteres metílicos de ácidos grasos a partir de aceite residual y cálculo de sus parámetros fisicoquímicos

Chemoenzymatic synthesis of fatty acid methyl esters from residual oil and its physicochemical parameters calculation

Palabras clave: ésteres, combustibles, aceite, residual, biodiesel, biocatálisis, ácidos grasos

Resumen

Mediante el desarrollo de un diseño factorial 2k se evaluó la temperatura y concentración del catalizador en la reacción para la obtención de ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME) utilizando aceite residual como sustrato metanol como aceptor de acilo Candida antarctica Lipasa B como catalizador y tamices moleculares como agente secante. Los datos experimentales se analizaron con un análisis de varianza (ANOVA). Las relaciones óptimas de catalizador-temperatura se determinaron a 13% -30 ° C, 14,5% -34 ° C y 14% -35 ° C. No se detectó ningún efecto de los tamices moleculares en el rendimiento de la reacción. Por el contrario, se registró para la acidez del producto, que mostró una disminución significativa, de 0,79 a 0,40 mg KOH / g. Aplicando las reglas de mezcla, se calcularon las propiedades fisicoquímicas de los FAME (densidad, gravedad API, viscosidad cinemática, punto de enturbiamiento, presión de vapor, índice de cetano y capacidad calorífica). Los resultados establecieron que el biocombustible es apto para uso comercial y cumple con las regulaciones para biocombustibles: ASTM D6751 y EN-14214. Se determinó que el terc-butanol es el disolvente óptimo para la recuperación y reutilización de la lipasa.

DOI: https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v15i1.755

Citas

Aca, M., Campos, E., & Sánchez, O. (2009). Estimación de propiedades termodinámicas de los compuestos involucrados en la producción de biodiesel. Superficies y Vacío 22, 15-19p. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=94216153004

Acevedo, G., & Guardo, A. (2012). Predicción de las emisiones generadas en la combustión del biodiesel a partir de la microalga chlorella nativa (Tesis de licenciatura). Universidad de Cartagena, Colombia. https://repositorio.unicartagena.edu.co/handle/11227/104

American Society for Testing and Materials, ASTM (2008): Annual Book of ASTM Standards: Section 5 - Petroleum Products, Lubricants, and Fossil Fuels. ASTM International, West Conshohocken.

Araújo, J. (1995). Oxidação de Lipidios. Imprensa Universitária.

Azócar, L. (2010). Proceso enzimático para la producción de metil ésteres de ácidos grasos utilizando aceites residuales de fritura en mezcla con aceite de raps como materia prima (Tesis doctoral). Universidad de la Frontera, Chile. http://hdl.handle.net/10533/180147

Baeza-Jiménez R., López-Martínez L.X., and García H.S. (2014). Biocatalytic modification of food lipids: reactions and applications. Revista Mexicana de Ingeniería Química. Vol. 13, no.1, 29-47. http://rmiq.org/ojs311/index.php/rmiq/article/view/1294

Blangino, A., & Romano, S. (2004). Modelado y correlaciones en biodiesel. Anales AFA 16. https://bit.ly/3LhzFbv

Chen, H., Ju, H., Wu, T., Liu, Y., Lee, C., Chang, C., Shieh, C. (2011). Continuous Production of Lipase-Catalyzed Biodiesel in a Packed-Bed Reactor: Optimization and Enzyme Reuse Study. Biomedicine and Biotechnology J., 6p. https://doi.org/10.1155/2011/950725

Chieh, Y. (2011). Selection of prediction methods for thermophysical properties for process modeling and product design of biodiesel manufacturing. Instituto Politecnico de Virginia, USA. https://doi.org/10.1021/ie102441u

Du, W., Li, W., Sun.T., Chen, X., & Liu, D. (2008). Perspectives for biotechnological production of biodiesel and impacts. Appl Microbiol Biotechnol, p. 331-337. https://doi.org/10.1007/s00253-008-1448-8

Fukuda, H., Tamalampudi, S., Talukder, M., Hama, S., Numata, T., & Kondo, A. (2008). Enzymatic production of biodiesel from Jatropha oil: A comparative study of immobilized-whole cell and commercial lipases as a biocatalyst. Biochem Eng J 39:185-189., 185-189p. https://doi.org/10.1016/j.bej.2007.09.002

González, M. (2013). Producción de biodiesel mediante el uso de lipasas y algas. Monografía, Faculdad de Ingeniería y Ciencias Químicas, Universidad Veracruzana, México. https://bit.ly/3NmFFkI

Lee, M., Lee, J., Lee, D., Cho, J., Kim, S., & Park, C. (2011). Improvement of enzymatic biodiesel production by controlled substrate feeding using silica gel in solvent free system. Enzyme and Microbial Technology, 402-406p. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2011.06.020

Metha, P., Anand, K., & Sharma, R. (2011). A comprehensive approach for estimating thermo-physical properties of biodiesel fuels. Applied Thermal Engineering 31, 235-242p. http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.applthermaleng.2010.09.003

Pancreac Química (s.f). Metodos oficiales de analisis aceites y grasas. Pancreac Química. https://www.usc.gal/caa/MetAnalisisStgo1/aceites.pdf

Reid, R., & P, J. (1977). The properties of gases and liquids. New York: McGraw Hill. https://bit.ly/3sGsIu4

Rivera, A. (2013). Cáculo de las propiedades fisicoquímicas del biodiesel y sus mezclas con diesel a partir de reglas de mezclado (Tesis de Licenciatura). Universidad de Cartagena, Colombia. https://repositorio.unicartagena.edu.co/handle/11227/62

Rochaya, D. (2007). Numerical simulation of spray combustion using Bio-mass derived liquid fuels (Tesis Doctoral). Cranfield University, Reino Unido. http://hdl.handle.net/1826/2231

Samukawa, T., Kaieda, M., Matsumoto, T., Ban, K., Kondo, A., Shimada, Y., Fukuda, H. (2000). Pretreatment of immobilized Candida antarctica lipase for biodiesel fuel production from plant oil. J Biosci Bioeng 90, 180-183p. https://doi.org/10.1016/S1389-1723(00)80107-3

Salazar-Leyva J.A., Lizardi-Mendoza J., Ramírez-Suarez J.C., García-Sánchez G., Ezquerra-Brauer J.M., Valenzuela-Soto E.M., Carvallo-Ruiz M.G., Lugo-Sánchez M.E. y Pacheco-Aguilar R. (2014) Utilization of chitin and chitosan based materials for protease immobilization: stabilization effects and applications. Revista Mexicana de Ingeniería Química, Vol. 13, No. 1, 129-150. https://bit.ly/3LshUGm

Saqib, M., Mumtaz, M., Mahmood, A., & Abdullah, M. (2012). Optimized Biodiesel Production and Environmental Assessment of Produced Biodiesel. Biotechnology and Bioprocess Engineering 17, 617-613p. https://doi.org/10.1007/s12257-011-0569-6

Sarin, A. (2009). Effect of blends of Palm-Jatropha-Pongamia biodiesels on cloud point and pour point. Energy 34, 2016-2021p. https://doi.org/10.1016/j.energy.2009.08.017

Shimada, Y., Wantanabe, Y., Sugihara, A., & Tominaga, Y. (2002). Enzymatic alcoholysis for biodiesel fue production and application of the reaction to oil processing. J. Mol Catal B: Enzymatic, 133-142p. https://doi.org/10.1016/S1381-1177(02)00020-6

Zhmud, B. (2014). Viscosity blending equations. Lube.Tech, 92, 1-4p. https://es.scribd.com/document/258705309/Lube-viscosity-2014

Publicado
2021-06-17
Cómo citar
Sustaita-Rodríguez, A., Ruiz-Gutiérrez, M. G., Ramos-Sánchez, V. H., Beltrán Piña, B. G., Hernández-Ochoa, L., & Chávez Flores, D. (2021). Síntesis quimioenzimática de ésteres metílicos de ácidos grasos a partir de aceite residual y cálculo de sus parámetros fisicoquímicos: Chemoenzymatic synthesis of fatty acid methyl esters from residual oil and its physicochemical parameters calculation. TECNOCIENCIA Chihuahua, 15(1), e 755. https://doi.org/10.54167/tch.v15i1.755
Sección
Medio Ambiente y Desarrollo Sustentable