Evaluación de la producción de ésteres metílicos empleando ácidos grasos del desodo de aceite de palma africana a escala laboratorio

Abstract

El trabajo se centró en evaluar, a escala de laboratorio, la producción de ésteres metílicos (FAME) a partir de ácidos grasos libres destilados del desodo de aceite de palma africana (PFAD). Se definieron objetivos para identificar la relación molar metanol:PFAD que maximiza la conversión, caracterizar el biodiésel obtenido y proponer las operaciones unitarias y condiciones de operación como base para un eventual escalamiento piloto. La metodología incluyó la caracterización de PFAD y de los FAME, la determinación del metanol empleado para la esterificación ácido-catalizada y la verificación de resultados bajo condiciones determinadas a partir de la literatura; de esta forma se está contribuyendo a la valorización del PFAD en un enfoque de economía circular aplicable al contexto guatemalteco. En la etapa experimental se ejecutaron corridas en quintuplicado a 60 °C, 120 min y 0.978 atm, obteniendo estadística descriptiva para el análisis de conversión AGL a FAME. La conversión aumentó con el exceso de alcohol y se estabilizó alrededor de 98.77 % en el intervalo 1:6–1:10; la mayor conversión (98.7685±0.0179)% se alcanzó en 1:6, mientras que relaciones superiores mostraron ligeros descensos por dilución y limitaciones de transferencia de masa. Con base en ello, se propusieron las principales operaciones unitarias y condiciones de operación: relación molar PFAD:MeOH = 6:1, H₂SO₄ al 97%(m/m) de 1 % el peso de la muestra, agitación 250 rpm, decantación a 55 °C por 60 min y lavado líquido-líquido, entre otras etapas. El biodiésel resultante cumplió parámetros clave de ASTM D6751 y EN 14214 y mostró un perfil cromatográfico dominado por metil oleato y metil palmitato, evidenciando viabilidad técnica para su uso y para un escalamiento posterior.

The study focused on evaluating, at laboratory scale, the production of fatty acid methyl esters (FAME) from palm fatty acid distillate (PFAD) obtained from the deodorization step of African palm oil refining. The objectives were to identify the methanol:PFAD molar ratio that maximizes conversion, to characterize the biodiesel produced, and to propose the unit operations and operating conditions as a basis for eventual pilot-scale deployment. The methodology comprised characterization of both PFAD and FAME, determination of the methanol required for acid-catalyzed esterification, and verification of results under literature-informed conditions, thereby contributing to the valorization of PFAD within a circular-economy approach applicable to the Guatemalan context. In the experimental phase, quintuplicate runs were performed at 60 °C, 120 min, and 0.978 atm, enabling descriptive statistical analysis of the FFA-to-FAME conversion. Conversion increased with alcohol excess and stabilized at approximately 98.77% within the 1:6–1:10 range; the highest value (98.7685 ± 0.0179) was achieved at 1:6. Higher ratios exhibited slight decreases, attributable to dilution and mass-transfer limitations. Based on these findings, the principal unit operations and conditions were proposed: MeOH:PFAD = 6:1, H₂SO₄ at 1 % w/w, agitation at 250 rpm, decantation at 55 °C for 60 min, and liquid liquid washing, among other steps. The resulting biodiesel met key parameters of ASTM D6751 and EN 14214 and displayed a chromatographic profile dominated by methyl oleate and methyl palmitate, indicating technical feasibility for practical use and subsequent scale up.