Producción de biodiésel a partir de las grasas extraídas de la borra de café: esterificación con H2SO4 y transesterificación con KOH

• Cateryna Aiello-Mazzarri ^[1] ; Yenmilet Salazar ^[1] ; Aidin Urribarrí ^[1] ; Elsy Arenas-Dávila ^[1] ; John Sánchez-Fuentes ^[1] ; Fredy Ysambertt ^[1]
  1. [1] Universidad del Zulia
• Localización: Ciencia e Ingeniería Neogranadina, ISSN-e 0124-8170, Vol. 29, N. 1, 2019, págs. 53-66
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Generating Biodiesel Using Fats Extracted from Coffee Grounds: Esterification using H2SO4 and Transesterification using KOH
  • Produção de Biodiesel a partir de gorduras extraídas da borra de café: Esterificação com H2SO4 e transesterificação com KOH
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• Resumen
  • español

    La búsqueda de materias primas no alimenticias es uno de los principales retos en la pro-ducción de biocombustibles. Para biodiésel, las investigaciones se orientan hacia el uso de cultivos no convencionales, así como hacia residuos o desechos con alto contenido de grasas y aceites. La borra de café contiene una buena proporción de grasas y es un residuo comercial y doméstico. En este trabajo, se evaluó la producción de biodiésel utilizando las grasas extraídas de la borra del café mediante un proceso en dos etapas. Las grasas extraídas de la borra de café con ebullición a reflujo con hexano como solvente presentaron una elevada acidez, 32,07 ± 0,01% (70,24 ± 0,03 mg KOH/g grasa), lo que indica un alto contenido de ácidos grasos libres (AGL). Primero, las grasas se esterifica-ron a 60ºC y 100 rpm, variando las condiciones de reacción. A las mejores condiciones, concentración de H2SO4 al 0,7%, RMG:MeOH de 1:6 durante 120 min, la acidez disminuyó por debajo del 1%, con el 94,92% de conversión AGL a ésteres metílicos. Se sometieron a un proceso de transesterificación con KOH (1,5% m/v) en presencia de metanol (RMG:MeOH de 1:15) a 60ºC y 100 rpm durante 30 min. El biodiésel se separó por decantación y se purificó mediante lavados sucesivos con agua acidulada, que resultó ser una mezcla de ésteres metílicos de los ácidos linoleico (48,40%), palmítico (36,21%), esteárico (8,69%) y oleico (6,69%), cuyas propiedades se ajustan a los requerimientos de las normas ASTM D 6751 y EN 14214.

  • English

    Finding adequate non-food sources is one of the main challenges while producing biofu-els. Particularly for biodiesel, research is focused on using unconventional crops, residues, and waste with high fat and oil contents. Furthermore, spent coffee grounds contain a proper fat ratio and are commercial and domestic waste materials. Therefore, this study assesses biodiesel production us-ing fats extracted from coffee grounds through a two-stage process. The fats extracted from coffee grounds by boiling at reflux using hexane as a solvent presented high acidity at 32.07 ± 0.01% (70.24 ± 0.03 mg KOH/g fat), thereby indicating a high content of free fatty acids (FFA). First, the fats were esterified at 60 °C and 100 rpm using different reaction conditions. The best reported conditions were a 0.7% H2SO4 concentration and RMG:MeOH at 1:6 for 120 min, wherein acidity decreased below 1%, converting 94.92% of the FFA to methyl esters. Moreover, they underwent a transesterification process using KOH (1.5% m/v) in the presence of methanol (RMG:MeOH = 1:15) at 60 °C and 100 rpm for 30 min. The biodiesel was separated by decantation and purified by successive washing with acidified water, resulting in a mixture of methyl esters with linoleic (48.40%), palmitic (36.21%), stearic (8.69%), and oleic (6.69%) acids, whose properties comply with the requirements from the ASTM D 6751 and EN 14214 standards.

  • português

    A busca por matérias-primas não alimentícias é um dos principais desafios na produção de biocombustíveis. Para o biodiesel, as pesquisas estão focadas no uso de cultivos não convencionais, assim como resíduos e dejetos com elevado conteúdo de gorduras e óleos. A borra de café contém uma boa proporção de gorduras e é um resíduo comercial e doméstico. Neste trabalho foi avaliada a produção de biodiesel utilizando as gorduras extraídas da borra de café, mediante um processo em duas etapas. As gorduras extraídas da borra de café, mediante ebulição com refluxo utilizando hexano como solvente, apresentaram elevada acidez, 32,07 ± 0,01 % (70,24 ± 0,03 mg KOH/g gor-dura), que indica a presença de alto teor de ácidos graxos livres (AGL). Primeiramente, as gorduras foram esterificadas a 60ºC e 100 rpm, variando-se as condições de reação. Nas melhores condições, a concentração de H2SO4 a 0,7%, RMG:MeOH de 1:6 durante 120 min, a acidez reduziu para abaixo de 1%, com 94,92% de conversão AGL a ésteres metílicos. Em seguida, foram submetidos a um processo de transesterificação usando KOH (1,5% m/v) na presença de metanol (RMG:MeOH = 1:15) a 60ºC e 100 rpm por 30 min. O biodiesel foi separado por decantação e purificado através de lavagens suces-sivas com agua acidificada, resultando na mistura de ésteres metílicos de ácidos linoleico (48,40%), palmítico (36,21%), esteárico (8,69%) e oleico (6,69%), cujas propriedades estão de acordo com os requisitos das normas ASTM D 6751 e EN 14214..