Epoxidación de biodiesel obtenido a partir de la transesterificación de aceite de higuereta en la provincia de Manabí – Ecuador

Autores/as

  • Dávila-Intriago Susana Carrera de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, Universidad Técnica de Manabí, UTM. Portoviejo, Ecuador.
  • Román-Solórzano Cristopher Carrera de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, Universidad Técnica de Manabí, UTM. Portoviejo, Ecuador.
  • García-Muentes Segundo Carrera de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, Universidad Técnica de Manabí, UTM. Portoviejo, Ecuador.
  • Cevallos-Cedeño Ramón Carrera de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, Universidad Técnica de Manabí, UTM. Portoviejo, Ecuador.
  • García-Vinces Oswaldo Carrera de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, Universidad Técnica de Manabí, UTM. Portoviejo, Ecuador.

DOI:

https://doi.org/10.46296/ig.v6i12.0107

Palabras clave:

Aceite de higuereta, biodiesel, epoxidación, grasa lubricante

Resumen

Este artículo presenta resultados correspondientes a la elaboración de grasa lubricante a partir de la epoxidación química del biodiesel obtenido de la planta Ricinus communis, mejor conocida como higuereta o higuerilla. Para su consecución se realizaron procesos de transesterificación del aceite y epoxidación de los ésteres metílicos (FAME). Todo el procedimiento experimental fue realizado por triplicado y estuvo fundamentado en normas americanas (ASTM) y europeas (EU). A su vez, también se caracterizaron las propiedades fisicoquímicas del aceite vegetal, ésteres metílicos (Biodiesel) y ésteres metílicos epoxidados catalogados como grasa lubricante en esta investigación. El rendimiento global del proceso fue 41.131%, mientras que todos los parámetros de calidad del aceite de higuereta reportados estuvieron acorde a la especificación de aceite vegetal. La caracterización del biodiesel se realizó mediante la normativa ASTM 6751, donde la mayor parte de sus índices de calidad estuvieron dentro de especificación. No obstante, también, existieron valores altos de viscosidad cinemática a 40°C (4.803 mm2/s) e índice inflamabilidad de 130°C sobrepasando ligeramente los máximos permisibles por la norma. En cuanto al análisis del biodiesel epoxidado se logró categorizarlo mediante las normativas ISO, el valor de la viscosidad cinemática medida a 40 °C de 49.82 cSt hizo clasificarla como ISO VG 46 que es un tipo de lubricante apto para uso de sistemas hidráulicos industriales y móviles que operan a alta presión y temperaturas.

Palabras clave: Aceite de higuereta, biodiesel, epoxidación, grasa lubricante.

Abstract

This article presents results corresponding to the production of lubricating grease from the chemical epoxidation of biodiesel obtained from the Ricinus communis plant, better known as fig tree. To achieve this, processes of transesterification of the oil and epoxidation of the methyl esters (FAME) were carried out. The entire experimental procedure was carried out in triplicate and was based on American (ASTM) and European (EU) standards. The physicochemical properties of the vegetable oil, methyl esters (Biodiesel) and epoxidized methyl esters catalogued as lubricating grease in this research were also characterized. The overall yield of the process was 41.131%, while all reported fig oil quality parameters were in accordance with the vegetable oil specification. The characterization of the biodiesel was carried out using ASTM 6751 standards, where most of its quality indexes were within specification. However, there were also high values of kinematic viscosity at 40°C (4.803 mm2/s) and a flammability index of 130°C, slightly exceeding the maximum values allowed by the standard. As for the analysis of the epoxidized biodiesel, it was categorized according to ISO standards. The kinematic viscosity value measured at 40°C of 49.82 cSt made it be classified as ISO VG 46, which is a type of lubricant suitable for use in industrial and mobile hydraulic systems operating at high pressure and temperatures.

Keywords: Castor oil, biodiesel, epoxidation, lubricating grease.

Información del manuscrito:
Fecha de recepción:
03 de octubre de 2022.
Fecha de aceptación: 14 de noviembre de 2022.
Fecha de publicación: 10 de julio de 2023.

Citas

Alfonso, F. L. (2009). El reciclaje de polímeros, alternativa para la síntesis de resinas epóxicas en la industria. INVENTUM, 4(7), 20–23. https://doi.org/10.26620/uniminuto.inventum.4.7.2009.20-23

Arenas Dávila, E., Urribarrí, A., Sánchez, J., Rincón, M., Martínez, K., González, E., & Aiello Mazzarri, C. (2020). Producción de biodiesel por esterificación y transesterificación de aceites vegetales de cocina usados. Revista De La Facultad De Agronomía De La Universidad Del Zulia, 38(1), 105-127. Retrieved from https://www.produccioncientificaluz.org/index.php/agronomia/article/view/34734

BCE. (2018). Evolución de la Balanza Comercial Enero – Septiembre / 2018. Banco Central Del Ecuador. https://contenido.bce.fin.ec/documentos/Estadisticas/SectorExterno/BalanzaPagos/balanzaComercial/ebc201811.pdf

Berchmans HJ, Hirata S. (2008). Biodiesel production from crude Jatropha curcas L. seed oil with a high content of free fatty acids. Bioresour Technol. 2008 Apr;99(6):1716-21. doi: 10.1016/j.biortech.2007.03.051. Epub 2007 May 24. PMID: 17531473.

Bobade, S., Kumbhar, R., & Khyade, V. (2013). Preparation of methyl ester (biodiesel) from Jatropha curcas Linn oil. Research Journal of Agriculture and Forestry Sciences, 2320, 6063.

Brunet, R., Boer, D., Guillén-Gosálbez, G., & Jiménez, L. (2015). Reducing the cost, environmental impact and energy consumption of biofuel processes through heat integration. Chemical Engineering Research and Design, 93, 203-212.

Davis, S. (2017). Croda Lubricants Technology Overview. Tribology & Lubrication Technology, 73(11), 52–54.

Fukuda, H., Kondo, A., & Noda, H. (2001). Biodiesel fuel production by transesterification of oils. Journal of bioscience and bioengineering, 92(5), 405-416. https://doi.org/10.1016/S1389-1723(01)80288-7

Gamboa Torres, R. G. (2018). Revisión del estado del arte del desempeño y las emisiones de motores de combustión interna operando con biodiesel o aceite de Jatropha.

García-Muentes, S. A., Lafargue-Pérez, F., Labrada-Vázquez, B., Díaz-Velázquez, M., & Sánchez del Campo-Lafita, A. E. (2018). Propiedades fisicoquímicas del aceite y biodiesel producidos de la Jatropha curcas L. en la provincia de Manabí, Ecuador. Revista Cubana de Química, 30(1), 142-158. Recuperado en 18 de octubre de 2021, de http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2224-54212018000100012&lng=es&tlng=es

Gonçalves, D., & Rocco Lahr, F. A. (2020). Deterioro y preservación de maderas mediante el uso de preservadores naturales de potencial interés en Brasil. Bosque (Valdivia), 41(3), 213–220.

Llanes Cedeño, E. A. (2017). Producción e Impacto del Biodiesel: Una Revisión. INNOVA Research Journal, 2(7), 59–76. https://doi.org/10.33890/innova.v2.n7.2017.229

Mohammed, F. U., Bakare, I. O., & Okieimen, F. E. (2020). Characterization of Rubber seed oil modified for biolubricant feedstock application. In TMS 2020 149th Annual Meeting & Exhibition Supplemental Proceedings (pp. 2025-2035). Springer, Cham.

Moreno, A., & Leonard, F. (2010). Síntesis de resinas epóxicas a partir de aceite epoxidado de palma.

Okullo, A., & Noah, T. (2017). Process simulation of biodiesel production from Jatropha curcas seed oil. American Journal of Chemical Engineering, 5(4), 56-63.

Omari, A., Mgani, Q. A., & Mubofu, E. B. (2015). Fatty acid profile and physico-chemical parameters of castor oils in Tanzania. Green and Sustainable Chemistry, 5(4), 154. https://doi.org/10.4236/gsc.2015.54019

Omotehinse, S. A., Igboanugo, A. C., Ikhuoria, E. U., & Ehigie, C. A. (2019). Characterization of castor seed oil extracted from the seed species native to Edo State, Nigeria. Journal of Science and Technology Research, 1(1), 45-54.

Panhwar, T., Mahesar, S. A., Mahesar, A. W., Kandhro, A. A., Talpur, F. N., Laghari, Z. H., Chang, A. S., & Hussain Sherazi, S. T. (2016). Characteristics and composition of a high oil yielding castor variety from Pakistan. Journal of Oleo Science, 65(6), 471-476. http://dx.doi.org/10.5650/jos.ess15208

Rezende, M. J. C., Lima, A. L. de, Silva, B. V., Mota, C. J. A., Torres, E. A., Rocha, G. O. da, Cardozo, I. M. M., Costa, K. P., Guarieiro, L. L. N., Pereira, P. A. P., Martinez, S., & Andrade, J. B. de. (2021). Biodiesel: An Overview II. Journal of the Brazilian Chemical Society, 32, 1301–1344. https://doi.org/10.21577/0103-5053.20210046

Riveros Santamaría, L. M., & Molano, M. A. (2006). Transesterificación del aceite de palma con metanol por medio de una catálisis heterogénea empleando un catalizador ácido. Revista de Ingeniería, (24), 43-51. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0121-49932006000200006&lng=en&tlng=es

Rodríguez, A., Rocha-Gutiérrez, B. A., García-Triana, A., Ramos Sánchez, V. H., Beltrán-Piña, B. G., & Chávez-Flores, D. (2019). Epoxidación enzimática de metil ésteres de ácidos grasos de origen vegetal y sus aplicaciones como alternativa para sustituir a los derivados del petróleo. TIP Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas, 22. https://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2019.0.174

Sbihi, H. M., Nehdi, I. A., Mokbli, S., Romdhani-Younes, M., & AlResayes, S. I. (2018). Hexane and ethanol extracted seed oils and leaf essential compositions from two castor plant (Ricinus communis L.) varieties. Industrial Crops and Products, 122, 174-181. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.05.072

Silitonga, A. S., Masjuki, H. H., Mahlia, T. M. I., Ong, H. C., Atabani, A. E., & Chong, W. T. (2013). A global comparative review of biodiesel production from Jatropha curcas using different homogeneous acid and alkaline catalysts: Study of physical and chemical properties. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 24, 514-533.

Tormos, B., Miró Mezquita, G., Pérez-Gutiérrez, T., & de-Diego-Pardo, J. (2016). Aceites de motor de baja viscosidad: ahorro de combustible y ensayos en condiciones reales. DYNA: Ingeniería e Industria, 91(6), 668-674.

Usman, M., Saleem, M. W., Saqib, S., Umer, J., Naveed, A., & Hassan, Z. U. (2020). SI engine performance, lubricant oil deterioration, and emission: A comparison of liquid and gaseous fuel. Advances in Mechanical Engineering, 12(6), https://doi.org/10.1177/1687814020930451

Vélez Meza, N. V. (2021). Evaluación morfoagronómica de la diversidad de la higuerilla (Ricinus Communis L.) presente en la zona centro sur del Ecuador.

Vilas Bôas, R. N., Mendes, M. F., Vilas Bôas, R. N., & Mendes, M. F. (2022). A Review Of Biodiesel Production From Non-Edible Raw Materials Using The Transesterification Process With A Focus On Influence Of Feedstock Composition And Free Fatty Acids. Journal of the Chilean Chemical Society, 67(1), 5433–5444. https://doi.org/10.4067/S0717-97072022000105433

Wu, G., Ge, J. C., & Choi, N. J. (2020). A Comprehensive Review of the Application Characteristics of Biodiesel Blends in Diesel Engines. Applied Sciences, 10(22), 8015. https://doi.org/10.3390/app10228015

Yusuf, A., Mamza, P., Ahmed, A., & Agunwa, U. (2015). Extractionand characterization of castor seed oil from wild Ricinus communis Linn. International Journal of Science, Environment and Technology, 4(5), 1392-1404.

Descargas

Publicado

2023-07-10

Cómo citar

Dávila-Intriago, S., Román-Solórzano, C., García-Muentes, S., Cevallos-Cedeño, R., & García-Vinces, O. (2023). Epoxidación de biodiesel obtenido a partir de la transesterificación de aceite de higuereta en la provincia de Manabí – Ecuador. Revista Científica INGENIAR: Ingeniería, Tecnología E Investigación. ISSN: 2737-6249., 6(12), 110-127. https://doi.org/10.46296/ig.v6i12.0107