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Una perspectiva sobre los avances y oportunidades en la conversión catalítica de biomasa lipídica en biodiesel y combustibles verdes

ácidos. Los catalizadores básicos son óxidos como Na O, CaO y MgO para la lipasas reportadas en la literatura para
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soluciones de compuestos alcalinos conversión de aceite vegetales comesti- la producción de biodiesel son: lipasas
tales como: NaOH, CH ONa, KOH, bles frescos y usados (Albis et al., 2005; inmovilizadas de Pseudomona cepacia,
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y CH OK. Por lo general, dan lugar a Zaher et al., 2017). Otros autores han Thermomyces lanuginosa (Hasan et
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elevadas conversiones en tiempos de reportado el uso de resinas tales como al., 2006), lipasa B68 de Pseudomona
reacción cortos (Schuchardt et al., 1997, Amberlyst 15, Amberlite IR-120 y fluorescens (Luo et al., 2006), lipasa
Mangesh et al., 2006). Un ejemplo de la Dowex 50X2 para esterificar aceite de de Candida antartica, Candida cilin-
aplicación de estos catalizadores es la palma, siendo la primera la más activa dracea, Rhizopus oryzae, Cryptococ-
metanólisis del sebo de res con NaOH (Mazo et al., 2007). Más recientemente cus spp., Candida rugosa (Akoh et al.,
y NaOCH ; estos catalizadores alcan- se ha propuesto el uso de sólidos ácidos 2007). Existen en el mercado lipasas
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zan su mayor efectividad en contenidos tales como zeolitas protónicas, óxidos comerciales como: Novozyme 435 y
de 0,3% y 0,5% en peso con respecto metálicos sulfatados, sílice meso-estruc- SP-435 (lipasas de Candida antartica) y
al sebo, respectivamente (Meher et al., turada modificada con grupos sulfó- liposimas IM-77, IM-20, IM-60 (lipasas
2004). Otro ejemplo es el uso de KOH nicos, carbono sulfonados, heteropo- de Rhizopus mehei). La transesterifica-
y NaOH para la transesterificación de liácidos y líquidos iónicos ácidos. Así ción enzimática con lipasas ha llegado a
aceite de girasol a 25 ºC con una RMAA mismo, el uso de catalizadores sólidos ser una opción muy atractiva para pro-
de 6:1, siendo KOH el más activo (Man- superácidos también ha demostrado ducir biodiesel a partir de aceites vege-
gesh et al., 2006). Por otra parte, los ser un enfoque eficiente y "ecológico" tales limpios y agotados debido a que el
catalizadores ácidos más utilizados son: para prevenir la corrosión de equipos, glicerol se puede recuperar más fácil-
H SO , H PO , y HCl (Meher et al., los problemas ambientales y reducir las mente y hasta ser re-transesterificado.
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2006). Por ejemplo, la transesterifica- etapas de purificación del producto. Sin Sin embargo, como ya se mencionó, una
ción de aceite de palma agotado se ha embargo, este tipo de catalizadores son barrera significativa para la comerciali-
realizado con HCl y H SO ; este último menos viables económicamente debi- zación de este sistema es el costo de las
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presenta mayor actividad (Mangesh et do a su baja capacidad de reutilización materias primas y de la producción de
al., 2006). Como es bien conocido, el pues son inestables en las condiciones la lipasa.
uso de catalizadores homogéneos pre- de humedad que típicamente exhiben
senta ciertas desventajas: se requieren estos sistemas de reacción (Alaba et al.,
alta temperatura (200–400 ºC) y la recu- 2016; Mardhiah et al., 2017). 2.5. Efecto de los fenómenos de
peración del glicerol es difícil, ya que transporte
el catalizador ácido o alcalino se debe
remover del producto. El agua usada en 2.4.3. Catalizadores enzimáticos Está bien establecido que el mezclado
el proceso alcalino requiere tratamien- es un factor importante en el proceso de
to, y el contenido de AGL y humedad El uso de enzimas, principalmente lipa- transesterificación, ya que los aceites y
interfieren con la reacción. Si el aceite sas, tiene las siguientes ventajas sobre el las grasas no son totalmente miscibles
tiene alto contenido de AGL y agua, se resto de los catalizadores (Serimgeour, en soluciones alcohólicas. En térmi-
requiere de una transesterificación ácida 2005): a) requieren condiciones de ope- nos cinéticos, es imperativo tomar en
(Meher et al, 2004). ración moderadas (presión atmosférica cuenta e implementar las medidas que
y temperatura media), disminuyendo minimicen los fenómenos de transfe-
así los requerimientos energéticos; b) rencia de masa para favorecer un nivel
2.4.2. Catalizadores heterogéneos requieren menos solvente; c) proporcio- de producción deseado. Consecuente-
nan control regio-específico sobre las mente, es muy importante la selección
En este caso el catalizador se encuentra reacciones, favoreciendo la selectivi- apropiada de las condiciones de opera-
en una fase distinta a la mezcla reactiva, dad para ácidos grasos particulares. La ción y el diseño del reactor, de tal for-
lo cual facilita la recuperación y reúso selectividad puede ser por ácidos grasos ma que favorezcan un mezclado uni-
del catalizador que, a su vez, tiene un en diferentes posiciones en el glicerol, forme entre los reactantes en el reactor
impacto benéfico en la economía del o por algún ácido graso en particular, (Meher, 2004). Entre los parámetros de
proceso (Jamil et al., 2018). Algunos discriminando ya sea por los dobles operación se debe especificar apropia-
ejemplos de catalizadores heterogé- enlaces o por la longitud de la cadena damente la velocidad de agitación. En
neos son las guanidinas soportadas en (Serimgeour, 2005). Es necesario hacer relación al diseño del reactor, para siste-
polímeros orgánicos como la celulosa notar que los costos de producción de mas a nivel laboratorio, la uniformidad
y poliestireno/dibenceno, que se han biodiesel con lipasas son significativa- se puede asegurar mediante dispositivos
utilizado para transesterificar aceite de mente mayores que cuando se usan cata- simples de agitación tales como barras
soja (soya) (Schuchardt et al., 1998). lizadores alcalinos (Meher et al., 2004; magnéticas, agitador de flecha, etc. Para
Por otra parte, se ha propuesto el uso de Hasan et al., 2006). Algunas de las reactores de planta piloto, de 3-5 L, se

A&G 112 • Tomo XXVIII • Vol. 3 • 472-483 • (2018) 479