Biodiesel : estudios analíticos y desarrollo de métodos de análisis para el control de calidad

Abstract

La transesterificación de ácidos grasos ha sido el método comúnmente empleado en la modificación de aceites vegetales para su implementación como biodiesel en motores de combustión interna. Las variables que intervienen en la reacción de transesterificación para la obtención del biodiesel son: tipo de materia prima, alcohol, catalizador y concentración del mismo, entre otras. Las propiedades y la calidad del biodiesel no sólo están determinadas por las variables del proceso de producción sino también por la composición de ésteres alquílicos de ácidos grasos (FAAE) que lo componen. Las muestras de biodiesel B100 (libre de aditivos) fueron producidas a partir de distintas materias primas como aceite de girasol, maíz, soja y uva. Se optimizó el proceso de producción catalizado por una base y empleando metanol. La calidad de las muestras de biodiesel obtenidas en el laboratorio fue evaluada según la norma argentina IRAM 6515-1:2006. Además, se desarrolló un método espectrométrico UV-VIS para la determinación de la estabilidad oxidativa del biodiesel mediante la oxidación acelerada de los FAAE asistida por ultrasonidos. Los valores de tiempo de inducción determinados mediante el método propuesto para todas las muestras de biodiesel, estuvieron en concordancia con los valores medidos a través del método de referencia Rancimat®. Además, se propuso el desarrollo de un método simple y rápido para la determinación del contenido de Na, K, Ca, Mg, P y 20 metales pesados en muestras de biodiesel, mediante espectrometría de emisión óptica con plasma de acoplamiento inductivo (ICP OES), usando un multinebulizador Flow Blurring® prototipo de dos boquillas y la calibración online por estándar interno. El análisis de las muestras fue realizado sin necesidad de emplear ningún tipo de pretratamiento. La precisión a corto y largo plazo fue estimada a través de la desviación estándar relativa, las mismas fueron aceptables. Los porcentajes de recuperación para los componentes mayoritarios (Na, K, Ca, Mg y P) estuvieron entre un 95% y un 106%.

Transesterification of fatty acids has been the method commonly employed in the modification of vegetable oils for implementation as biodiesel in internal combustion engines. The variables involved in the transesterification reaction for obtaining biodiesel are: type of raw material, alcohol, catalyst and concentration of it, among others. The properties and the quality of biodiesel are not only determined by the variables of the production process but also by the composition of fatty acid alkyl esters (FAAE). Samples of Biodiesel B100 (without additives) were produced from different raw materials such as sunflower oil, corn, soybeans and grape seeds. The production process performed via base-catalyst transesterification using methanol, was optimized. The quality of biodiesel samples obtained in the laboratory was evaluated according to Argentina IRAM 6515-1: 2006. Further, a UV-VIS spectrometric method for determining the oxidative stability of biodiesel by an accelerated ultrasonic assisted oxidation of FAAE, was developed. The induction time values determined by the proposed method for all samples of biodiesel, were in accordance with those measured by the Rancimat® reference method. Furthermore, the development of a simple and fast method for the determination of Na, K, Ca, Mg, P and 20 heavy metals in biodiesel samples by optical emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP OES) using a two nozzles Flow Blurring® multinebulizer prototype and calibration on-line by internal standard, was proposed. The analysis of samples was conducted without using any pretreatment. Short-term and long term precision was estimated using the relative standard deviation. The precision values were acceptable. The recovery values for major components (Na, K, Ca, Mg and P) were between 95% and 106%.