OBTENCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DEL ACEITE DE … garib… · Soxhlet Maceración ... ACEITE...
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INTRODUCCIÓN El uso de biodiesel como combustible alternativo, reduce las emisiones de los gases de efecto invernadero. Una gran variedad de semillas oleaginosas aportan aceites que son transforma- dos a biocombustibles. La familia Annonaceae constituye una fuente de frutos, cuyas semillas son ricas en aceites que pueden ser aprovechados como materia generadora de energía. En el presente trabajo se extrajo el aceite de estas semillas de Annona purpurea, mismo que fue so- metido a una reacción de transesterificación para obtener biodiesel. Tanto el aceite como el biodiesel se caracterizaron, para establecer la posibilidad de su uso en máquinas de combus- tión y tratar de mitigar la emisión de contaminantes. 4.073 kg Determinación de las características físicas Semillas de Annona purpurea Separación física de la cáscara y almendra Almendra 316.27 g Cáscara 1616.18 g 30 semillas Molienda Extracción del aceite de cáscara y almendra Método de Soxhlet Maceración Evaporación y concentración en el Rotavapor Aceite de Annona purpurea Reacción de transesterificación Biodiesel de Annona purpurea Análisis de ésteres metílicos de ácidos grasos por Cromato- grafía de Gases. Pruebas de calidad: Densidad Índice a acidez Índice de yodo Calor de combustión Viscosidad 18 h. 60° C 50 g 300 mL hexano 7 días 3 extracciones 1.5 kg almendra 2 L de Hexano 0.982 kg cáscara 3.4 L Hexano METODOLOGÍA 200 mL aceite 104 mL MeOH 1.144 g KOH 60° C 1.5h. OBTENCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DEL ACEITE DE LA SEMILLA DE ANNONA PURPUREA Lizbeth Alejandra Olvera Garibay 1 , Benito Reyes Trejo 3 , Lino Joel Reyes 1 , Antonio Reyes Chumacero 2 , Diana Guerra Ramírez 3 , José Alfredo Ríos Montejo 4 1 Departamento de Química Orgánica y 2 Fisicoquímica, Facultad de Química, Universidad Nacional Autó- noma de México 3 Laboratorio de Productos Naturales, Área de Química, Departamento de Preparatoria Agrícola, Universidad Autónoma Chapingo, Km 38.5 carretera México-Texcoco, CP 56230, Texcoco, Esta- do de México. 4 SENASICA, Cintalapa, Chiapas. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Las dimensiones determinadas a las semillas colectadas de frutos de A. purpurea son de 2.71 ± 0.2413, 1.35 ± 0.1939 y 0.86 ± 0.1017 de largo, ancho y grosor respectivamente. Como pode- mos ver en la tabla 1, la almendra representa alrededor del 60% del peso de la semilla. Se obtuvo de la extracción del aceite de la cáscara y la almendra, menos del 1% y 29.87% de rendimiento respectivamente. Por lo que solo es viable la extracción del aceite de la almendra. En la tabla 2, se muestran los resultados de las pruebas de calidad del aceite obtenido de la al- mendra de A. purpurea y el biodiesel, como el porcentaje de índice de acidez del aceite fue me- nor a 3% se realizó la reacción de transesterificación en medio básico (figuras 1, 2 y 4) sin ningún tratamiento previo. Debido a la presencia de acetogeninas en el aceite, esté no puede ser utilizado para consumo humano. En el calor de combustión (gráfico 1), podemos ver que el biodiesel de A. purpurea es ligeramente superior al diesel de petróleo, por lo que dará un buen rendimiento energético. La viscosidad cinemática es de 4.0132 mm 2 /s, lo que entra en los pará- metros establecidos de la EN 14214 con 3.5-5 mm 2 /s de rango. En la figura 5, se muestra la cromatografía de gases y en la tabla 4 podemos ver la composi- ción de los esteres metílicos del biodiesel, comparándolo con los aceites comunes (tabla 3), el biodiesel tiene un mayor contenido de ácido palmítico y esteárico, casi el doble de acido oleico, y menor contenido de ácido linoleico con respecto a los aceites comunes. Glicerina Biodiesel Figura 1: Obtención del biodiesel. Aceite Tabla 4. Composición porcentual de los esteres de metilo del biodiesel obtenido del aceite de la almendra de A. purpurea. Esteres metílicos Área % Palmitato (C16:0) 24.19 Estearato (C18:0) 23.99 Oleato (C18:1) 42.82 Linoleato (C18:2) 4.66 CONCLUSIONES: Se obtuvo biodiesel del aceite de la almendra de Annona purpurea, es factible extraer el aceite y hacer la reacción de transesterificación. La composición de esteres metílicos que presenta el biodiesel, nos indica que es potencial y es estable a la oxidación como el aceite de soja y gira- sol. Con los parámetros evaluados al biodiesel, no se puede tener una completa caracterización de este, por lo que se necesita realizar las demás determinaciones, como la de índice de cetanos que es uno de los parámetros más importantes. TABLA 2. Rendimientos y características del aceite de A. purpurea y biodiesel. Bibliografía : Costa, B. P.; Castilho P. C.; Rosas M. F.; Ferreira J. (2010). Characterization of annona cherimola Mill. Seed Oil from Madeira Is- land: a Possible Biodiesel Freedstock. J Am oil Chem Soc. (87), pp. 429-436. León, Jorge. (2000). Fundamentos Botánicos de Los Cultivos Tropicales. Tercera edición, San José: IICA. pp. 50 -56. Biodiesel Figura 2: Cromatoplaca de la re- acción de transesterificación del aceite O O O R 2 R 3 O O O KOH OH OH OH R* O + + O Aceite Glicerina Esteres metilicos R 1 CH 3 HO 3 Metanol H 3 C Figura 4: Reacción de transesterificación. Figura 5: Cromatografía de gases de los esteres metílicos del biodiesel de A. purpurea. ACEITE Obtenido por maceración BIODIESEL Rendimiento (%) 29.97 75-93 Índice de acidez (g KOH/g) 1.1921±0.0209 0.4693±0.0012 Densidad a 20°C 0.9072±0.0018 0.8699± 0.0006 Índice de yodo (g I/g) 89.2467±1.0537 82.9344±1.3023 Calor de combustión (kJ/g) 39.7603±0.1107 39.7554±0.1065 Viscosidad dinámica (mPa.s) 24.182 3.4308 Viscosidad cinemática (mm 2 /s) 27.198 4.0132 Densidad (g/cm 2 ) 40°C 0.8891 0.8559 Gráfica 1: Comparación del calor de combustión del aceite y biodiesel de A. purpurea con el diesel de petróleo. a) semillas b) semillas abiertas c) cáscaras d) almendra Figura 3. Semillas de la Annona purpurea. Aceite de soya Aceite de colza Aceite de girasol Acido palmítico (C16:0) 11.75 3.49 6.08 Ácido esteárico (C18:0) 3.15 0.85 3.26 Acido oleico (C18:1) 23.26 64.40 16.93 Acido linoleico (C18:2) 55.53 22.30 73.73 Ácido linolénico (C18:3) 6.31 8.23 0.00 Tabla3. Composición de ácidos grasos de los aceites más utilizados para hacer biodiesel. *(Costa, et al, 2010) Tabla 1. Resultados de las dimensiones y peso de la semilla de A. purpurea. *30 semillas. Parámetros Almendra Cáscara Peso (g) 0.6858 ± 0.1166 0.4873 ± 0.0663 Largo (cm) 1.79 ± 0.2662 2.71 ± 0.2413 Ancho (cm) 0.91 ± 0.0994 1.35 ± 0.1939 Grosor (cm) 0.70 ± 0.0799 0.86 ± 0.1017 Aceite A. purpurea Biodiesel A. purpurea Diesel
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INTRODUCCIÓN
El uso de biodiesel como combustible alternativo, reduce las emisiones de los gases de efecto
invernadero. Una gran variedad de semillas oleaginosas aportan aceites que son transforma-
dos a biocombustibles. La familia Annonaceae constituye una fuente de frutos, cuyas semillas
son ricas en aceites que pueden ser aprovechados como materia generadora de energía. En el
presente trabajo se extrajo el aceite de estas semillas de Annona purpurea, mismo que fue so-
metido a una reacción de transesterificación para obtener biodiesel. Tanto el aceite como el
biodiesel se caracterizaron, para establecer la posibilidad de su uso en máquinas de combus-
tión y tratar de mitigar la emisión de contaminantes.
4.073 kg
Determinación de
las características
físicas
Semillas de
Annona
purpurea
Separación física
de la cáscara y
almendra
Almendra 316.27 g
Cáscara 1616.18 g
30 semillas
Molienda
Extracción del
aceite de cáscara
y almendra
Método de
Soxhlet
Maceración
Evaporación y
concentración en
el Rotavapor
Aceite de
Annona
purpurea
Reacción de
transesterificación
Biodiesel de
Annona purpurea
Análisis de ésteres
metílicos de ácidos
grasos por Cromato-
grafía de Gases.
Pruebas de calidad:
Densidad
Índice a acidez
Índice de yodo
Calor de combustión
Viscosidad
18 h.
60° C
50 g
300 mL hexano
7 días
3 extracciones
1.5 kg almendra
2 L de Hexano
0.982 kg cáscara
3.4 L Hexano
METODOLOGÍA
200 mL aceite
104 mL MeOH
1.144 g KOH
60° C
1.5h.
OBTENCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DEL
ACEITE DE LA SEMILLA DE ANNONA PURPUREA
Lizbeth Alejandra Olvera Garibay1, Benito Reyes Trejo3, Lino Joel Reyes1, Antonio Reyes Chumacero2,
Diana Guerra Ramírez3, José Alfredo Ríos Montejo4
1Departamento de Química Orgánica y 2Fisicoquímica, Facultad de Química, Universidad Nacional Autó-
noma de México 3Laboratorio de Productos Naturales, Área de Química, Departamento de Preparatoria
Agrícola, Universidad Autónoma Chapingo, Km 38.5 carretera México-Texcoco, CP 56230, Texcoco, Esta-
do de México. 4SENASICA, Cintalapa, Chiapas.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las dimensiones determinadas a las semillas colectadas de frutos de A. purpurea son de 2.71
± 0.2413, 1.35 ± 0.1939 y 0.86 ± 0.1017 de largo, ancho y grosor respectivamente. Como pode-
mos ver en la tabla 1, la almendra representa alrededor del 60% del peso de la semilla.
Se obtuvo de la extracción del aceite de la cáscara y la almendra, menos del 1% y 29.87% de
rendimiento respectivamente. Por lo que solo es viable la extracción del aceite de la almendra.
En la tabla 2, se muestran los resultados de las pruebas de calidad del aceite obtenido de la al-
mendra de A. purpurea y el biodiesel, como el porcentaje de índice de acidez del aceite fue me-
nor a 3% se realizó la reacción de transesterificación en medio básico (figuras 1, 2 y 4) sin
ningún tratamiento previo. Debido a la presencia de acetogeninas en el aceite, esté no puede
ser utilizado para consumo humano. En el calor de combustión (gráfico 1), podemos ver que el
biodiesel de A. purpurea es ligeramente superior al diesel de petróleo, por lo que dará un buen
rendimiento energético. La viscosidad cinemática es de 4.0132 mm2/s, lo que entra en los pará-
metros establecidos de la EN 14214 con 3.5-5 mm2/s de rango.
En la figura 5, se muestra la cromatografía de gases y en la tabla 4 podemos ver la composi-
ción de los esteres metílicos del biodiesel, comparándolo con los aceites comunes (tabla 3), el
biodiesel tiene un mayor contenido de ácido palmítico y esteárico, casi el doble de acido oleico,
y menor contenido de ácido linoleico con respecto a los aceites comunes.
Glicerina
Biodiesel
Figura 1: Obtención
del biodiesel.
Aceite
Tabla 4. Composición porcentual de los esteres
de metilo del biodiesel obtenido del aceite de
la almendra de A. purpurea.
Esteres metílicos Área %
Palmitato (C16:0) 24.19
Estearato (C18:0) 23.99
Oleato (C18:1) 42.82
Linoleato (C18:2) 4.66
CONCLUSIONES:
Se obtuvo biodiesel del aceite de la almendra de Annona purpurea, es factible extraer el aceite
y hacer la reacción de transesterificación. La composición de esteres metílicos que presenta el
biodiesel, nos indica que es potencial y es estable a la oxidación como el aceite de soja y gira-
sol. Con los parámetros evaluados al biodiesel, no se puede tener una completa caracterización
de este, por lo que se necesita realizar las demás determinaciones, como la de índice de cetanos
que es uno de los parámetros más importantes.
TABLA 2. Rendimientos y características del aceite de A. purpurea
y biodiesel.
Bibliografía :
Costa, B. P.; Castilho P. C.; Rosas M. F.; Ferreira J. (2010). Characterization of annona cherimola Mill. Seed Oil from Madeira Is-
land: a Possible Biodiesel Freedstock. J Am oil Chem Soc. (87), pp. 429-436.
León, Jorge. (2000). Fundamentos Botánicos de Los Cultivos Tropicales. Tercera edición, San José: IICA. pp. 50 -56.
Biodiesel
Figura 2: Cromatoplaca de la re-
acción de transesterificación del
aceite
O
O
OR2
R3
O O
O
KOH OH
OH
OHR*
O
++ O
AceiteGlicerina
Esteres metilicos
R1
CH3
HO3
Metanol
H3C
Figura 4: Reacción de transesterificación.
Figura 5: Cromatografía de gases de los esteres metílicos del biodiesel de A. purpurea.
ACEITE
Obtenido por
maceración
BIODIESEL
Rendimiento (%) 29.97 75-93
Índice de acidez (g KOH/g) 1.1921±0.0209 0.4693±0.0012
Densidad a 20°C 0.9072±0.0018 0.8699± 0.0006
Índice de yodo (g I/g) 89.2467±1.0537 82.9344±1.3023
Calor de combustión (kJ/g) 39.7603±0.1107 39.7554±0.1065
Viscosidad dinámica (mPa.s) 24.182 3.4308
Viscosidad cinemática (mm2/s) 27.198 4.0132
Densidad (g/cm2) 40°C 0.8891 0.8559
Gráfica 1: Comparación del calor de
combustión del aceite y biodiesel de A.
purpurea con el diesel de petróleo.
a) semillas b) semillas abiertas c) cáscaras d) almendra
Figura 3. Semillas de la Annona purpurea.
Aceite
de soya
Aceite
de colza
Aceite de
girasol
Acido palmítico
(C16:0)
11.75 3.49 6.08
Ácido esteárico
(C18:0)
3.15 0.85 3.26
Acido oleico
(C18:1)
23.26 64.40 16.93
Acido linoleico
(C18:2)
55.53 22.30 73.73
Ácido linolénico
(C18:3)
6.31 8.23 0.00
Tabla3. Composición de ácidos grasos de los
aceites más utilizados para hacer biodiesel.
*(Costa, et al, 2010)
Tabla 1. Resultados de las dimensiones y peso de la
semilla de A. purpurea.
*30 semillas.
Parámetros Almendra Cáscara
Peso (g) 0.6858 ± 0.1166 0.4873 ± 0.0663
Largo (cm) 1.79 ± 0.2662 2.71 ± 0.2413
Ancho (cm) 0.91 ± 0.0994 1.35 ± 0.1939
Grosor (cm) 0.70 ± 0.0799 0.86 ± 0.1017
Aceite A.
purpurea
Biodiesel A.
purpurea
Diesel
