Determinación, evaluación y optimización de la producción de biodiesel empleando la extracción acoplada a una reacción simultánea de biomasa rica en grasa

Abstract

Guatemala es un país importador neto de combustibles líquidos derivados del petróleo. El consumo actual de diésel es del orden de los 1,200 millones de litros por año con una tendencia alcista mostrada en las últimas dos décadas. El diésel puede ser mezclado con el biodiesel, combustible renovable producido por la reacción de trans-esterificación entre un aceite vegetal o una grasa animal y un alcohol de bajo peso molecular bajo la acción de un agente catalítico, en diferentes proporciones sin necesidad de alterar el funcionamiento de los motores diésel o de combustión por compresión. En el año 2011 se ha estimado que la producción mundial anual de biodiesel fue de aproximadamente 14,441 ML1. La región en donde más se produjo fue en Europa con un 44 %. Las materias primas usadas han sido: a) aceites vegetales comestibles refinados, b) metanol y c) catalizadores alcalinos, hidróxido de sodio o de potasio. Entre los aceites vegetales están los siguientes: soya y canola en Norteamérica, soya en Suramérica, colza y girasol en Europa y palma en el Sureste Asiático. La mayoría de ellos son aceites vegetales alimenticios. En Guatemala se intentó producir biodiesel a partir del aceite de Jathropa curcas o piñón como se le conoce localmente, pero el resultado no fue exitoso comercialmente, especialmente por problemas en el rendimiento agrícola del cultivo. Así mismo, plantas piloto han procesado pequeñas cantidades de aceite vegetal de desecho usado en la industria de alimentos fritos, incluyendo la planta demostrativa del Centro de Procesos Industriales, Instituto de Investigaciones, de la Universidad del Valle de Guatemala, la cual al mismo tiempo se emplea en la enseñanza como en la investigación. El proyecto presente tuvo como un primer objetivo reemplazar el metanol por el etanol, ya que Guatemala produce etanol de recursos renovables. Por lo que se consideró de importancia estratégica conocer con más profundidad la producción de ésteres etílicos de ácidos grasos o FAEE, como se les conoce por sus siglas en inglés. Un segundo objetivo fue la de investigar una posible consolidación del proceso, integrando en una sola operación la extracción del aceite de la materia prima con la reacción del mismo con el alcohol correspondiente. Por otro lado, Guatemala no cubre la demanda actual de aceites comestibles, ya que se importan, principalmente, aceites de soya, girasol y maíz. El aceite de palma, cuyo cultivo ha crecido últimamente, cubre las necesidades internas y el excedente se exporta. En menor escala se cultiva el ajonjolí, cuya semilla se exporta y cubre también el mercado local. Por lo tanto, un tercer objetivo, de igual importancia estratégica, fue el de explorar opciones no tradicionales como los microorganismos oleaginosos, entre ellos las levaduras, las cuales pueden producirse