Preparación de catalizadores sólidos ácidos para la síntesis de alquil ésteres de ácidos grasos. (2011)
La preocupación del hombre por la conservación del medio ambiente lo ha llevado a la búsqueda de nuevas alternativas que contribuyan a la solución de los problemas ambientales. Los científicos han creado la química verde para contribuir con la preservación del medio ambiente. A través de esta rama de la química se transforman materias primas naturales en productos químicos útiles, reduciendo o eliminando el uso y la generación de sustancias peligrosas (Anastas P., y col. 2000). El reemplazo de líquidos ácidos por sólidos ácidos es más deseable con el fin de diseñar procesos más limpios para la protección del medio ambiente. Con este proyecto se pretende contribuir en el desarrollo de catalizadores sólidos ácidos para la producción de oleoquímicos, específicamente de los ésteres etílicos, mediante la búsqueda de catalizadores más eficientes, activos y selectivos que aquellos que se utilizan actualmente en fase líquida. Los aceites vegetales se pueden transformar por medio de reacciones de esterificación y transesterificación. Siendo los principales productos de estas dos reacciones los ésteres alquílicos quienes se emplean como aditivos alimenticios, surfactantes, emulsificantes, agentes aromatizantes y biocombustibles, o como compuestos de partida para sintetizar productos como los alcoholes grasos y los ésteres alfa-sulfonados. Los ésteres alquílicos de ácidos grasos, han empezado a utilizarse directamente como sustituto del combustible diesel. Su obtención es un proceso netamente catalítico. Los ésteres alquílicos (o biodiesel) están siendo utilizados como combustible sustituto del gas-oil para motores diesel, ya que posee las mismas propiedades del combustible diesel empleado en automotres y puede ser mezclado en cualquier proporción con el diesel obtenido de la refinación del petróleo. No es necesario efectuar ninguna modificación en los motores para poder emplear este combustible. En la actualidad, a nivel industrial, las reacciones de esterificación de ácidos grasos ocurren en presencia de catalizadores con propiedades ácidas como el ácido sulfúrico o el ácido p-toluensulfónico (Kok, L.L., y col., 1999). Sin embargo, el uso de estos catalizadores implican problemas como la separación de la mezcla de reacción, la corrosión de los equipos y la disposición final de los efluentes causa daños ambientales (Takagaki y col., 2006). Así mismo, en la reacción de transesterificación de aceites vegetales generalmente se emplea una catálisis en fase homogénea, utilizando catalizadores con propiedades básicas como el hidróxido de sodio, hidróxido de potasio y el metóxido de sodio. Dichos catalizadores tienen la desventaja de experimentar la saponificación con los ácidos grasos libres presentes en los aceites (Jackson M., y col. 2006, Arzamendi G. y col. 2006, Tanabe K. y col., 1999). Una vía alternativa que está explorando a nivel mundial, es su producción directamente a partir de triglicéridos mediante una metanolisis de los aceites vegetales utilizando catalizadores de carácter básico o ácido. Para este propósito se está desarrollando el uso de las enzimas (Watanabe, Y. y Shimida Y., 2001) y de catalizadores sólidos básicos o ácidos (Garces I. y Cuellar M., 1999). Los catalizadores sólidos ácidos pueden ser buenos sustitutos de los catalizadores líquidos ácidos y básicos. El empleo de catalizadores sólidos para reemplazar la catálisis en fase homogénea es una buena alternativa desde el punto de vista ambiental y de mejora en el proceso pues evita la utilización de solventes, facilita la separación del catalizador y se obtiene un producto con menos impurezas. La utilización de sistemas catalíticos en fase heterogénea en reemplazo de la fase homogénea es actualmente objeto de investigación para numerosos procesos (Shimida Y. y Watanabe Y., 1999). Diversas investigaciones han estudiado el comportamiento catalítico de diferentes sólidos ácidos en reacciones de esterificación y transesterificación.