Optimización del proceso de obtención de biodiésel a partir del microorganismo mucor circinelloides mediante catálisis ácida

Abstract

En los últimos años el uso de fuentes energéticas de origen fósil ha sido cuestionado cada vez con mayor fuerza. Ser un recurso limitado y el grave impacto medioambiental que provocan son los principales motivos por los que hoy día existen numerosas vías de investigación acerca de otras fuentes de energía alternativas. En el sector de los carburantes se han acordado distintas iniciativas políticas con el fin de fomentar el uso de biocombustibles, lo que ha aumentado el atractivo de un sector que ha experimentado un gran crecimiento en la última década. Dentro de los biocombustibles destaca la producción de biodiésel, formado por ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME), obtenidos habitualmente mediante reacción de transesterificación y/o esterificación de triglicéridos y ácidos grasos respectivamente. La materia prima normalmente empleada para este proceso ha sido aceite vegetal de distinta procedencia. Sin embargo, el uso de cultivos energéticos (soja, colza, coco o palma, por citar algunos ejemplos) ha ocasionado problemas a nivel económico y social al competir en el mercado de la alimentación. A pesar de este aspecto negativo, las ventajas derivadas del uso del biodiésel frente al gasóleo de origen fósil han hecho que se siga investigando su producción a partir de otras fuentes. En esto se centra el presente trabajo, en el que se estudia el uso del microorganismo Mucor circinelloides como materia prima para la producción de biodiésel. Este microorganismo es un hongo filamentoso con la propiedad de acumular un alto porcentaje de lípidos, y la cepa empleada está modificada genéticamente con el objetivo de que dicho porcentaje sea aún mayor. Lo primero que se llevó a cabo fue la extracción de la fracción lipídica, mediante extracción con cloroformo y metanol en proporción 2:1. Hecho esto, se comprobó que el contenido lipídico de la muestra está en torno al 28,8%. Los lípidos extraídos se caracterizaron mediante distintas técnicas. El siguiente paso fue estudiar el proceso de extracción y reacción de transesterificación/esterificación en una sola etapa, empleando ácido clorhídrico como catalizador. Se llevó a cabo una serie de experimentos en distintas condiciones de trabajo para cuyo estudio se realizó un diseño factorial centrado en las caras, con el que se evaluó la influencia en el proceso de las siguientes variables: temperatura, concentración de catalizador y relación másica de disolvente. Las respuestas elegidas en este diseño fueron la pureza y el rendimiento en biodiésel, observándose que la variable que más influyó sobre ellas fue la concentración de catalizador, seguida de la temperatura y de la relación másica del disolvente. Esto se estudió mediante la obtención de un modelo de segundo orden y la aplicación de la metodología de superficies de respuesta. La optimización del proceso se realizó en base al cumplimiento de la norma EN 14214, que especifica que el biodiésel debe tener una pureza mínima del 96,5%.