sábado, enero 28, 2023

Científicos chinos utilizan crustáceos para obtener biodiésel

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Recientemente investigadores de la Universidad de Wuhan, en China, han descubierto un nuevo catalizador ecológico derivado de cáscaras de crustáceos. El objetivo fue mejorar el proceso de producción de biodiésel para que sea más barato y renovable. 

El biodiesel se deriva de aceites vegetales o animales, usadas o residuales, que hoy es una alternativa a los combustibles fósiles. Esto es importante por su carácter renovable y a su menor impacto ambiental.

Actualmente, la obtención de biodiesel se realiza mediante procesos de transesterificación de aceites vegetales o animales con alcoholes ligeros (metanol). Hay que saber que allí se emplean catalizadores para la transformación (Figura 1).

Científicos chinos utilizan crustáceos para obtener biodiésel - Grafico 01
Figura 1.- Reacción de transesterificación base de la producción de biodiesel a partir de aceite

Los investigadores chinos señalan que los catalizadores usados en el proceso son necesarios para que ocurra la reacción de transesterificación. La meta es alcanzar una alta velocidad en la producción de biodiesel.

Los catalizadores convencionales usados a nivel industrial, suelen ser ácidos o bases fuertes (ácido sulfúrico, KOH, NaOH). Ello permite obtener una elevada conversión de biodiesel bajo condiciones moderadas de operación (50-70ºC).

En las pruebas de campo se usaron catalizadores disueltos (catalizadores homogéneos) en la mezcla reaccionante aceite+alcohol. Esta unión hace que no puedan ser recuperados una vez finalizada la reacción de transesterificación.

Por consiguiente, esto origina que luego de la reacción tengan que ser neutralizados y separados de la fase biodiesel. Todo ello rodeado de problemas medioambientales y de corrosión de las instalaciones cuando producen grandes volúmenes de disoluciones fuertemente básicas (ácidas).

De tal modo que para mejorar este aspecto en la producción de biodiesel, los investigadores chinos trataron de sustituir los catalizadores convencionales homogéneos por catalizadores sólidos. El objetivo: lograr su separación por filtración de la mezcla reaccionante para su posterior reutilización.

Científicos chinos utilizan crustáceos para obtener biodiésel - Grafico 02

Biodiésel de crustáceos

Para el desarrollo de nuevos catalizadores heterogéneos para la producción de biodiesel los investigadores de la Universidad de Wuhan en Hubei, lograron obtener nuevos catalizadores procedentes de crustáceos (langostas, cangrejos, langostinos).

Las investigaciones posibilitaron entonces obtener biodiesel basados en sólidos carbonosos formados a partir de cáscaras de tales crustáceos. Así que para el desarrollo de estos catalizadores han carbonizado parcialmente las cáscaras de crustáceos transformando la quitina, que es el principal componente de la cáscara, en una estructura porosa abierta formada por polímeros funcionalizados.

El tratamiento de este material con KF forma un sólido inorgánico de carácter básico con propiedades catalíticas únicas para la transesterificación de aceites en la producción de biodiesel.

Innovación medioambiental

En las pruebas de laboratorio, estos nuevos catalizadores lograron resultados prometedores en la producción de biodiesel (90% de conversión en 3h en la transesterificación de aceite de colza+metanol a 65ºC).

A pesar que los catalizadores presentan algunos problemas en su estabilidad que deben ser resueltos en futuras investigaciones. Lo cierto es que las ventajas de este cambio en la tecnología de catalizadores es importante para obtener una producción de biodiesel más eficiente y ecológica que se hace actualmente con los sistemas industriales que usan catalizadores homogéneos.

¿Sabías que?

Un catalizador es una sustancia que aumenta la rapidez de una reacción química sin sufrir ningún cambio permanente. Una reacción donde los reactivos y catalizadores que no están en la misma fase se conoce como reacción heterogénea. El catalizador correspondiente a esta reacción se conoce como catalizador heterogéneo.

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