Actividad catalítica de ceniza de cáscara de Theobroma bicolor Bonpl. para transesterificar aceite vegetal usado – Iquitos 2023

Abstract

This study investigated the usefulness of macambo fruit shell ash (Theobroma bicolor Bonpl.) as a catalyst in the conversion of used vegetable oils (UVO) into biodiesel. The UVO was characterized, and the catalyst was prepared by calcination at 700°C, evaluating its basic strength and potassium and calcium content. Using a 23 factorial experimental design, three critical factors were investigated at two levels: molar ratio of methanol/oil (MR: 6/1 and 9/1), reaction time (RT: 60 and 90 minutes), and catalyst amount (CC: 2% and 3%). It was found that the UVO had 0.61% moisture and an acidity index of 0.28 (mg of KOH/g oil), suitable for direct transesterification. The catalyst showed a yield of 0.91%, with high potassium (38.40%) and calcium (1.76%) contents, and maximum basicity at pKBH= 9.8, indicating its catalytic efficacy. Transesterification assays revealed average biodiesel yields between 84.97% and 92.64%, with statistical significance (p < 0.05). The best biodiesel yield conditions were MR of 6/1, RT of 60 minutes, and CC of 3%. These findings support the viability of using macambo shell ash as an effective catalyst to produce biodiesel from UVO.

Este estudio investigó la utilidad de la ceniza de la cáscara del fruto del macambo (Theobroma bicolor Bonpl.) como catalizador en la conversión de aceites vegetales usados (AVU) en biodiésel. Se caracterizó el AVU y se preparó el catalizador mediante calcinación a 700°C, evaluándose su fuerza básica y contenido de potasio y calcio. Usando un diseño experimental factorial 23, se investigaron tres factores críticos a dos niveles: relación molar metanol/aceite (RM: 6/1 y 9/1), tiempo de reacción (TR: 60 y 90 minutos) y cantidad de catalizador (CC: 2% y 3%). Se halló que el AVU tenía un 0,61% de humedad y un índice de acidez de 0,28 (mg de KOH/g aceite), aptos para la transesterificación directa. El catalizador mostró un rendimiento del 0.91%, con altos contenidos de potasio (38,40%) y calcio (1,76%), y una máxima basicidad en pKBH= 9,8 indicando su eficacia catalítica. Los ensayos de transesterificación revelaron rendimientos promedio de biodiésel entre el 84,97% y el 92,64%, con significancia estadística (p < 0,05). Las mejores condiciones de rendimiento en biodiésel fueron RM de 6/1, TR de 60 minutos y CC del 3%. Estos hallazgos respaldan la viabilidad de usar la ceniza de la cáscara del macambo como catalizador efectivo para producir biodiésel a partir de AVU.