UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR “Química orgánica I” Instructor de laboratorio: Lic. Carlos Acosta Obtención de biodiesel a partir del aceite de la semilla de marañón (Anacardium occidentale L) Obtaining biodiesel from oil seed of cashew (Anacardium occidentale L) Raquel Reyes, Daniel Elías, Abigail Cruz. Departamento de Química Orgánica, Escuela de Química, Facultad de Ciencias Naturales y Matemática, San Salvador Objetivos -General: Síntesis de biodiesel por transesterificación de triglicéridos del aceite extraído de la semilla de Anacardium Occidentale L. -Específicos: -Analizar los diferentes métodos para la extracción de aceite a partir de la semilla de marañón. -Interpretar el rendimiento del biodiesel a partir de la semilla de marañón. -Conocer experimentalmente sobre una destilación a reflujo por medio de la extracción soxhlet . I N F. D E L R E P O R T E RESUMEN Historial del reporte Iniciado: 25/05/2016 Finalizado: 10/06/2016 Este artículo se centra en la síntesis de biodiesel, usando como materia prima el aceite extraído a partir de la semilla de marañón (Anacardium Occidentale L), utilizando el método soxhlet con el solvente n-hexano. El aceite de la semilla de marañón presenta un 81.36% de ácidos grasos insaturados, formado por el 61.36% del ácido oleico (monoinsaturado), el 19.48% del ácido linoleico y el 0.52% del ácido linolénico (poliinsaturados). El 18.64% de ácidos grasos saturados (1) formado por acido palmítico con 10.43% y el ácido esteárico con 8.21%. Palabras clave: Biodiesel Anacardium occidentale L Ácido oleico Ácido linoleico Monoinsaturado Poliinsaturado (1)- J. Lafont, S.Páez, A. Portacio, 2010, Extraction and Physicochemical Characterization of Seed Oil (Almond) of Cashew nut (Anacardium occidentale L), Vol. 22(1), 51-58. ©2016 QUO1109, TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS Abstract This article focuses on the synthesis of biodiesel, using as a raw material the oil extracted from the seed of cashew (Anacardium Occidentale L), using the soxhlet method and the solvent n-hexane.. The Marañón seed oil presents a 81.36% of unsaturated fatty acids, formed by the 61.36% oleic acid (monounsaturated), the 19.48% linoleic acid and the 0.52% of linolenic acid (polyunsaturated). The 18.64% saturated fatty acids formed by Palmitic acid with 10.43% and stearic acid with 8.21%. (1) Keywords: Página 1 Química Orgánica I Biodiesel, Cashew L, oleic acid, monounsaturated, polyunsaturated. Síntesis de biodiesel a partir de un aceite linoleic acid, sol durante tres días para disminuir la irritabilidad del aceite contenido en la cascara, facilitando así la extracción manual de la almendra. Para realizar la extracción se asaron las semillas hasta que esta toma un color negro, luego se trituran para poder extraer el fruto. Luego este fruto se somete a un procedimiento para poder extraer el aceite. 1. INTRODUCCIÓN Uno de los biocombustibles más estudiados, desarrollados industrialmente y comercializados en algunos países es el biodiesel. Su obtención se ha basado principalmente en el aceite de palma, sin embargo, es posible su obtención a partir de otro tipo de aceites vegetales e incluso de grasas animales. El marañón (Anacardium occidentale L), es un árbol silvestre que pertenece a la familia Anacardiaceae, está distribuido en todas las regiones tropicales del planeta y plantaciones comerciales existen en muchas áreas que incluyen el este de África, el sudeste asiático, la India y Australia; siendo la India y Brasil los principales productores. El fruto verdadero (la nuez) está constituido por una corteza gruesa (formada por un exocarpo grueso, un endocarpo duro, ambos separados por un mesocarpo resinoso) que rodea al embrión. Cuando el fruto se acerca a la madurez, el receptáculo se hincha y desarrolla una pulpa jugosa, amarilla o roja, de 2-4 pulgadas de longitud y que tiene forma de pera. Este pseudofruto es conocido como la "manzana" del marañón. Los aceites y grasas (llamados lípidos genéricamente), son sustancias de origen vegetal o animal compuestas mayoritariamente (97-98%) de triglicéridos, los cuales son estructuras constituidas por la esterificación de tres ácidos grasos superiores de la cadena alifática aun alcohol poliatomico de tres átomos de carbono llamado glicerol o glicerina. Con este trabajo se pretende aportar nuevos datos que sirvan como base para futuras investigaciones, siendo el objeto de estudio la obtención del biodiesel atraves del aceite de marañón (Anacardium occidentale L) por medio del método soxhlet. 2.2 Tipos de ácidos grasos presentes en la nuez de marañón La composición porcentual de ácidos grasos presentes en el aceite extraído por el método soxhlet de la almendra del marañón, se encuentran en diferentes proporciones, son cuatro los que presentan un mayor porcentaje, dentro de estos el ácido oleico es el que predomina. Véase tabla 1.(2) Tabla 1: Composición porcentual de ácidos grasos en el aceite de la almendra de Marañón (Anacardium occidentale L.). Ácidos grasos Nombre Común Ácido graso (%) C6:0 C8:0 C10:0 C12:0 C14:0 C16:0 C16:1 C18:0 C18:1 C 18:1 trans C18:2 C18:3 C20:0 Caproico Caprilico Cáprico Laúrico Miristico Palmitico Palmitoleico Esteárico Oleico Elaidico Linoleico Linolénico Araquidico 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 10.43 0.00 8.21 61.36 0.00 19.48 0.52 0.00 El ácido oleico es un ácido graso monoinsaturado de la serie omega típico de los aceites vegetales y animal. El ácido linoleico un ácido graso esencial de la serie omega 6 (ω-6), es decir, el organismo no puede crearlo y tiene que ser adquirido a través de la dieta, este es un ácido graso poliinsaturado, que presenta en su estructura dos dobles enlaces. 2. METODOLOGIA 2.1 Tratamiento de la muestra Se realizó la recolección de nueces en frutos maduros del marañón (Anacardium occidentale L), en el cantón la Marañonera, del municipio de San Pedro Masahuat, departamento de la Paz, El Salvador. Posteriormente fueron seleccionadas las de mejor estado y secadas al (2)- J. Lafont, S.Páez, A. Portacio, 2010, Extraction and Physicochemical Characterization of Seed Oil (Almond) of Cashew nut (Anacardium occidentale L), Vol. 22(1), 51-58. Página 2 Química Orgánica I Síntesis de biodiesel a partir de un aceite A la semilla asada se le despojo de su cascara manualmente usando guantes para evitar laceraciones por los ácidos anacárdicos contenido en la cascara. Luego las semillas fueron trituradas. 2.3 Síntesis del biodiesel El biodiésel es un biocarburante (nombre genérico de los biocombustibles para automoción) líquido producido a partir de los aceites vegetales y grasas animales. La ASTM (American Society for Testing and Material Standard) describe al biodiésel como esteres monoalquilicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de lípidos renovables tales como aceites vegetales o grasas de animales. El proceso de síntesis consta de una transesterificación que no es más que una reacción de un alcohol y un éster para obtener y un éster normalmente metílico (aunque puede ser etílico también) con aproximadamente un 90% de conversión y 10% de glicerina que representa un subproducto muy valioso(3). El biodiesel puede mezclarse en cualquier proporción con el gasoil común, y dicha razón de mezcla se denomina porcentaje de biomasicidad o simplemente bioesteraje. Cualquier materia que contenga triglicéridos puede utilizarse para la producción de biodiésel. El proceso químicamente consiste en la mezcla del aceite con un alcohol ligero, este se resume en la siguiente ecuacion: 3.2 Extracción del aceite de Anacardium Occidentale L. Utilizando un extractor Soxhlet y como disolvente nhexano, se extrajo el aceite de marañón por un tiempo de 30 minutos por duplicados. Luego este aceite se concentro (eliminación de disolvente n-hexano) con n rotavapor. Fig. 2- Extractor Soxhlet 3.3 Obtención de biodiesel La reacción de transesterificación se realizó con metanol; catalizada con hidróxido de potasio, KOH, a una temperatura entre 45-55 °C con agitación constantes usando un agitador magnético por 30 a 40 minutos. Luego se colocó la mezcla en una ampolla de separación y se dejo reposar. Se observaron dos fases, la fase superior de color pardo traslucido, el biodiesel; y la otra rojiza oscura, glicerina. El producto obtenido se caracterizó tomando su densidad e índice de refracción. Fig.1-Reacción de obtención de un biocombustible (3)- Gerhard Knothe, Jon Van Gerpen, Jürgen Krahl. The Biodiesel Handbook. 1a edición, (2005). 2.4 Rendimiento teórico Según la fábrica de maquinaria para biodiesel BIOENERGY(R) siguiendo un procedimiento optimo a nivel industrial se puede obtener entre el 97% y 100% de biodiesel sin importar el aceite utilizado. En laboratorios con fines didácticos es posible obtener entre 50% y 65% de biodiésel. 3. PARTE EXPERIMENTAL Fig.3-Biodiesel obtenido a partir del aceite de la semilla de marañón 3.1 Materiales y preparación de la muestra Página 3 Química Orgánica I Síntesis de biodiesel a partir de un aceite 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN De un total de muestra de 134.8g se obtuvo un volumen de 50 ml de aceite de los cuales se usaron 25 ml para la transesterificación, obteniendo 18 ml de biodiesel cuya densidad era de 0.865g/ml y un índice de refracción de 1.4491 a 25°C. Dando un rendimiento experimental de 72%. Según la ASTM (American Society for Testing and Material Standard) y la European Standar EN 14213 for Biodiesel as Heating Oil, los datos obtenidos de la caracterización son aceptables y dentro de los rangos adecuados, lo que nos indica que el producto obtenido es biodiesel. 5. REFERENCIAS BLIOGRAFICAS [1]- J. Lafont, S.Páez, A. Portacio, 2010, Extraction and Physicochemical Characterization of Seed Oil (Almond) of Cashew nut (Anacardium occidentale L), Vol. 22(1), 51-58. [2]- Ciria, J.I. (2007). “Propiedades y Características de Combustibles Diesel y Biodiesel”. Virtual Pro. [Online]: http://www.revistavirtualpro.com/vpnew/index.htm. [3]- MEDINA, I.A., GRECO, H.k.,2012, Obtención y caracterización de biodiesel a partir de aceite de semillas de ricinus communis. (higuerilla) modificadas géneticamente y cultivadas en el eje cafetero, Virtual Pro.[Online]: http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/11059/304 8/1/6626S211.pdf. [4]- C. N. Tejada, L. P. Tejeda, A. Villabona, L. Monroy(2010), Alternativas para la obtencion de biodiesel a partir de aceites vegetales - coco, almendras, ajonjoli y marañon (cocus nucifera, prunus amigdalus, sesamum indicum l y anacardium occidentale), Virtual Pro. [Online]: http://blade1.uniquindio.edu.co/uniquindio/eventos/siquia2 0130415/siquia2009pos7.pdf. Página 4
