Transesterificacion biodiesel

1. Transesterificacion
En química orgánica, la transesterificación es el proceso de intercambio del grupo
orgánico R "de un éster con el grupo orgánico R 'de un alcohol. Estas reacciones a
menudo se catalizan mediante la adición de un catalizador ácido o básico. La reacción
también se puede lograr con la ayuda de enzimas (biocatalizadores), particularmente
lipasas (EC3.1.1.3).
Los ácidos fuertes catalizan la reacción donando un protón al grupo carbonilo, lo que lo
convierte en un electrófilo más potente, mientras que las bases catalizan la reacción al
eliminar un protón del alcohol, lo que lo hace más nucleófilo. Los ésteres con grupos alcoxi
más grandes se pueden hacer a partir de ésteres metílicos o etílicos de alta pureza
calentando la mezcla de éster, ácido/base yalcohol grande yevaporando elalcohol pequeño
para impulsar el equilibrio.
Mecanismo
En el mecanismo de transesterificación, el carbono carbonilo del éster de partida reacciona
para dar un intermedio tetraédrico, que vuelve al material de partida o procede al producto
transesterificado (RCOOR2
). Las diversasespecies existen en equilibrio,y la distribución del
producto depende de las energías relativas del reactivo y del producto.
1. Triglicérido + metanol <-> éster metílico + diglicérido
2. Diglicérido + metanol <-> éster metílico + monoglicérido
3. Monoglicérido + metanol <-> éster metílico + Glicerina
CATALIZADORES
1. Desde ácidos homogéneos (caso del ácido sulfúrico, el ácido clorhídrico o el ácido
fosfórico)
2. Hasta ácidos heterogéneos (zeolitas, resinas sulfónicas, etc.)
3. Básicos homogéneos (hidróxido sódico o potásico)
4. Básicos heterogéneos (óxidos de calcio o magnesio, entre otros)
5. Incluso enzimáticos del tipo lipasas.

2. De todos los comentados, los que más se usan a nivel comercial son los catalizadores
homogéneos básicos, por ser los más eficientes y los que permiten operar en las condiciones
mejores, ya que si se emplearan catalizadores ácidos serían necesarias temperaturas
elevadas y tiempos de reacción largos.
La única particularidad de los catalizadores básicos empleados es que obligan a que los
triglicéridos tengan la menor cantidad posible de ácidos grasos libres para que con ellos no
se formen jabones(por reacción de saponificación) bajo la presencia imprescindible del agua
que pueda llevar el aceite, disminuyendo la cantidad de éster metílico producido y, por tanto,
el rendimiento de la reacción de transesterificación.
Por este motivo, se recomienda, antes de comenzar con dicha reacción, evaporar todo el
agua que pueda contener el aceite y eliminar los posibles ácidos grasos libres mediante una
reacción de saponificación (en la que se haga reaccionar el ácido graso con el catalizador
básico en presencia de agua, formándose también jabón), o una reacción de esterificación
(en la que el ácido graso, bajo la presencia de un catalizador ácido, forma el éster metílico
correspondiente).
VARIABLES
1. Acidez y humedad: la cantidad de ácidos grasos y de humedad en la muestra inicial son
dos parámetros que determinan la viabilidad del proceso de transesterificación. Como
máximo, el contenido de ácidos grasos no debe superar el 3 %. Por lo que respecta al
contenido en agua de la muestra inicial, esta reacciona con los catalizadores formando
jabones. En el caso de empleo aceites vegetales de bajo coste, estos pueden contener
una cantidad importante de ácidos grasos.
2. Tipo de catalizador y concentración: hay varios tipos de catalizadores. En función del
tipo de materia prima a partir de la cual se quiera obtener ésteres metílicos, el tipo de
catalizador será uno u otro. Es el caso, por ejemplo, del uso de catalizadores ácidos
para cuando haya una cantidad importante de ácidos grasos libres y de alta humedad.
Aceites con un 1 % de catalizador han dado muy buenos resultados.
3. Relación molar de alcohol/aceite y tipo de alcohol: afectan de forma directa sobre la
eficiencia de la reacción química. Para que en la reacción de transesterificación, el
equilibrio se encuentre desplazado totalmente a la derecha, es preciso que haya un
exceso de alcohol (del orden de 6:1 para que haya conversión total). La existencia de
etanol en lugar de metanol dificulta la reacción, y mientras que se lleva a cabo la
reacción, se forma una emulsión que es inestable para el primer caso y estable para el
segundo.
4. Efecto del tiempo de reacción y temperatura: la conversión aumenta conforme lo hace
el tiempo de reacción y la temperatura