Sulfonacion
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Sulfonación de ésteres metílicos derivados del
aceite de palma
RESUMEN
En la presente investigación se estudió la sulfonación con trióxido de azufre (SO3) de
ésteres metílicos fabricados mediante una transesterificación de la estearina hidrogenada
de palma. La generación del agente sulfonante (SO3) mediante calentamiento,
agitación y burbujeo de nitrógeno sobre óleum permitió establecer las condiciones de
procesamiento. La materia prima se caracterizó mediante cromatografía de gases y
espectroscopia infrarroja, y a través de titulaciones volumétricas se determinó el porcentaje
de materia activa (Hyamina 1622) y del ácido sulfúrico contenido en el producto.
Se determinaron el aceite libre mediante extracciones con éter de petróleo, y la coloración
mediante espectrofotometría (420 nm). Se sugieren valores de las condiciones de
proceso con miras a un escalamiento piloto. Las variables que tienen una influencia más
determinante sobre las propiedades finales del producto son: el caudal de reactante
líquido, la razón molar SO3/metiléster, la fracción molar de SO3 (o el porcentaje volumétrico)
en la corriente sulfonante, la temperatura del proceso.
Palabras clave: surfactante, biodiésel, absorción, estearina, Elaeis guineensis.
Ag roe n e r g í a
Radicado: 4 de noviembre de 2008
Aceptado: 9 de diciembre de 2008
1 Ingeniero Químico, M.Sc, candidato a Doctor en
Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química y
Ambiental, Universidad Nacional de Colombia sede
Bogotá. jatorresor@unal.edu.co
2 Ingeniero Químico, M.Sc, aspirante a Doctor en
Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química y
Ambiental, Universidad Nacional de Colombia, sede
Bogotá. oysuarezp@unal.edu.co
3 Ingeniero Químico, Ph.D. profesor asociado,
Departamento de Ingeniería Química y Ambiental,
Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá.
pcnarvaezr@unal.edu.co
4 Químico, Ingeniero Químico, Ph.D.
frasaca@hotmail.com
INTRODUCCIÓN
Colombia ocupa mundialmente el quinto
puesto en la producción de aceite de
palma y el sector palmicultor colombiano
cuenta con una buena organización
gremial. Actualmente el cultivo posee un
área sembrada de 316.402 hectáreas, 4.500
productores y 51 plantas de beneficio,
como resultado de un acelerado ritmo de
sembrados, 65% de las cuales están en
etapa productiva. Según el plan Biocom
de Colciencias – Corpodib, entre 2004 y
2007 se sembraron 94.601 nuevas hectáreas
que significan un crecimiento de
62,9% respecto del área cultivada en el
2000 (Torres, 2008). Con un desarrollo
tecnológico apropiado sería posible establecer
medianas y pequeñas industrias en
las regiones palmicultoras -caracterizadas
por pertenecer a zonas no interconectadas-
para un aprovechamiento óptimo del
aceite de palma mediante el desarrollo de
las cadenas oleoquímicas productivas para
grasas y aceites (Mesa, 2008; Wood, 2008).
Esto permitiría obtener derivados oleoquímicos
requeridos en diferentes campos
de la industria nacional y así satisfacer las
necesidades inmediatas de dichas regiones
en cuanto a comestibles, surfactantes y
biocombustibles, entre otras aplicaciones
(Kohashi, 1990; Bogaerts, 1990).
Figura 1. Proceso para la obtención de detergente a partir de grasas y aceites
78
Revista Corpoica – Ciencia y Tecnología Agropecuaria (2008) 9(2), 77-87
Sulfonación de ésteres metílicos derivados del aceite de palma
Los metilésteres como alternativa
oleoquímica permiten obtener cosméticos,
pinturas y otras sustancias (Ong et
al., 1990; Irazoqui e Isla, 1996), para establecer
así la transformación del aceite
de palma como una cadena productiva
con múltiples aplicaciones industriales.
Los ésteres metílicos sulfonados son una
fuente renovable de materia prima, y con
su desarrollo se explota un recurso nacional,
se genera conocimiento y fuentes
adicionales de trabajo.
Las propiedades biológicas de los metilésteres
permiten desarrollar detergentes
de baja toxicidad al medio ambiente
(Lewandowski, 2003). Colombia importa
alquilbencenos sulfonados de cadena
lineal (detergentes corrientes) que tienen
la desventaja de su baja biodegradabilidad,
por lo que se hace evidente la necesidad
de desarrollar un reemplazo que
además de ser “limpio” también permita
el aprovechamiento de los recursos renovables
existentes en el país. Dicho sustituto
se puede obtener a partir del aceite de
palma, que es una materia prima abundante
con alto potencial para otorgar el
suficiente valor agregado a sus derivados
(Irazoqui e Isla, 1996).
Con esta investigación se quiere avanzar
en el estudio de la sulfonación de
ésteres metílicos, con la determinación de
las principales variables requeridas, como
un aporte a la ingeniería básica del proceso
que permita el escalamiento para la
industria nacional de la palma de aceite
(Torres et al., 2003). Se considera de especial
interés adelantar un estudio intensivo
sobre las variables significativas del proceso
que determina el grado de sulfonación
y la coloración del producto efectuando
ensayos en laboratorio. En este artículo se
presentan los resultados de un conjunto
de experimentos realizados a escala laboratorio
en dispositivos especialmente integrados,
en los que se variaron la relación
molar de los reactantes, la temperatura del
proceso y el porcentaje del agente sulfonante
en la corriente gaseosa.
MAT E R I A L E S Y MÉTODOS
El aceite de palma
Los productos oleoquímicos básicos se
producen mediante la separación y posterior
transformación química de aceites y
grasas. Así, el aceite de palma puede considerarse
como una gran materia prima
que puede adquirir muchos valores agregados,
por sus volúmenes de producción
y precios. Los productos oleoquímicos
básicos mantienen parte de esa condición,
pero tienen un mercado más específico y
precio
...