Biocombustibles III: biodiesel

Como alternativa en combustibles líquidos, además del bioetanol, aparece el biodiesel.

El biodiesel es un conjunto de múltiples ésteres que se producen a partir de diversos tipos de grasas o aceites, que pueden ser tanto de origen vegetal, como los aceites de soja, colza o girasol, como de origen animal. El biodiesel de primera generación se obtiene a partir de alimentos oleaginosos que podrían tener un destino humano o animal, mientras que el de segunda generación persigue que los aceites o grasas utilizados en la producción de biodiesel, provengan del aceite usado o de subproductos grasos utilizados.

La elaboración del biodiesel está basada en la llamada transesterificación de los triglicéridos, mediante la utilización de catalizadores químicos o enzimáticos.

Desde el punto de vista químico, los aceites vegetales son triglicéridos, es decir, tres cadenas de ácidos grasos de diferentes longitudes unidas a glicerol. En la reacción de transesterificación, una molécula de un triglicérido reacciona con tres moléculas de metanol o etanol para dar tres moléculas de monoésteres y una de glicerol. Estos ésteres metílicos o etílicos (biodiesel) se mezclan con el combustible diésel convencional en cualquier proporción o se utilizan como combustible puro (biodiesel 100%) en cualquier motor diésel. El glicerol desplazado se recupera como un subproducto de la reacción.

Frecuentemente el alcohol utilizado en la transesterificación es un metanol. Éste presenta ciertas restricciones ambientales, pero por el contrario tiene bajo coste y escasa complejidad de uso y manipulación. El etanol, tiene la gran ventaja de ser una materia prima renovable, pero para que pueda ser usado, en lugar de metanol, es necesario el desarrollo futuro de una tecnología que permita hacer un proceso eficiente, rentable y con menor complejidad. 

Para el proceso de producción industrial de biodiesel, previamente las materias primas oleaginosas deben ser trituradas, y sus grasas y aceites deben ser tratados para iniciar el proceso de transesterificación. Este preproceso busca convertir el aceite bruto en un aceite refinado capaz de tener las condiciones adecuadas para iniciar la transesterificación. Así es sometido a un proceso de desgomado, filtrado, neutralización y secado, que generan un aceite refinado sin sólidos en suspensión y con un mínimo de acidez y humedad aptos para su transesterificación.

Una vez realizado el preproceso, podemos realizar la transesterificación. El proceso varía dependiendo del tipo de catálisis que se lleve a cabo; ésta puede ser:

-Catálisis alcalina: se utiliza como catalizador un hidróxido, frecuentemente hidróxido sódico o hidróxido potásico.

-Catálisis ácida: se utiliza como un proceso de pre-esterificación antes de realizar dicho proceso vía catálisis alcalina. Requiere el uso de un catalizador ácido.

-Catálisis con alcohol en condiciones supercríticas: se realiza a presiones elevadas en las cuales el triglicérido y el alcohol reaccionan sin necesidad de catalizador.

-Catálisis enzimática: mediante la aplicación de enzimas. Se ha utilizado la lipasa.

En biotecnología existe un gran interés por la catálisis enzimática mediada por las lipasas. En esta catálisis se utilizan solventes orgánicos como medio de reacción porque mejoran la reactividad y brindan la posibilidad de reutilización. El alcohol se adiciona por etapas para evitar la inhibición enzimática. Las lipasas utilizadas son las triglicerol lipasas (E.C. 3.1.1.3).

Como ventajas se incluyen que la reacción no es afectada por la presencia de agua en las materias primas, ni por los contenidos de ácidos libres, sin embargo, los tiempos de reacción son elevados, por lo que no pueden ser procesos continuos, y la enzima es cara a nivel industrial; éste hecho, ha impulsado la investigación en inmovilización de lipasas a soportes sólidos mediante adsorción, unión covalente o atrapamiento, que mejoran la estabilidad y reutilización de la enzima.