4 de Julio de 2011.
La producción continua de biodiesel ya se puede prever, gracias a un nuevo catalizador desarrollado por un equipo francés en el Centro de Investigaciones Paul Pascal del CNRS (CRPP). Los resultados, que han sido patentados, han sido publicados en la revista Energy y Ciencias Ambientales.
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| Diagrama que muestra el reactor enzimático biocatalítico y su funcionamiento unidireccional de flujo continuo que utiliza la catálisis enzimática para convertir triésteres en biodiesel. © CNRS |
La producción de biocombustibles ofrece una alternativa a los combustibles fósiles. Biodiesel, por ejemplo, son productos elaborados a base de aceites de plantas oleaginosas como el aceite de semillas de colza , palma, girasol y soja. Son el resultado de una reacción química catalizada ya sea en un ácido o de preferencia un medio básico, entre un aceite vegetal (90%) y un alcohol (10%). Esta reacción, denominada transesterificación, convierte la mezcla en un éster metílico (el componente principal del biodiesel) y glicerol. Una reacción secundaria de saponificación (la conversión en éster metílico de la sal del ácido correspondiente) reduce la producción de ésteres metílicos. Para aumentar el rendimiento, lo que era necesario desarrollar catalizadores alternativos.
Para este tipo de reacción, ciertos catalizadores enzimáticos, como los que pertenecen a la familia de las lipasas (triglicéridos hidrolasas) son particularmente eficientes y selectivos. Sin embargo, su alto costo y la estabilidad conformacional baja restringen su uso industrial, a menos que puedan ser confinados irreversiblemente en matrices porosas, lo que permite una buena accesibilidad y el transporte de masas mayores. Esto ha sido logrado por el equipo dirigido por el profesor Renal Backov.
En un estudio inicial, que ya había demostrado la posibilidad de catálisis eficientes, mediante el desarrollo de matrices celulares a base de sílice modificada permiten limitar las lipasas con el fin de obtener un rendimiento excepcional para las reacciones de hidrólisis, de esterificación y transesterificación. Su trabajo también ha mostrado que las enzimas no purificadas podría ser utilizadas en las matrices. El hecho de que fueron no purificadas fue un primer paso para reducir significativamente el costo de los biocatalizadores. Sin embargo, la metodología no permitió la producción de biodiesel continua. Este obstáculo ha sido superado.
Los investigadores han desarrollado un nuevo método que genera el biocatalizador celular híbrido in situ dentro de una columna de cromatografía. Este nuevo enfoque hace que sea posible llevar a cabo la síntesis continua, con flujo unidireccional durante largos períodos, ya que la actividad catalítica y la producción de éster etílico se mantienen en niveles altos, prácticamente constante durante un período de tiempo de dos meses. Estos resultados se encuentran entre los mejores jamás obtenidos en este campo.
La investigación continúa en el disolvente sin conversión de triésteres, destinados a minimizar la producción de residuos y reducir el uso de solventes y metales en los procesos de transformación química. Este trabajo, en el que se reúne la energía actual y las necesidades del medio ambiente, muestra cómo los químicos están trabajando mucho en el interés público, y confirma la importancia de la química de integración.
Más información en:
“Enzyme-Based Biohybrid Foams Designed for Continuous Flow Heterogeneous Catalysis and Biodiesel Production”, N.Brun, A.Babeau-Garcia, M.-F.Achard, C.Sanchez, F.Durand, L.Guillaume, M.Birot, H.Deleuze and R.Backov - Energy & Environmental Science, 2011.
Fuente: Physorg, Centro Nacional de Investigación Científica, CNRS
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