Lo viejo se hace nuevo: cómo se fabrican nuevos productos químicos a partir de aceite de fritura usado
Cada año se producen en el mundo 119 millones de toneladas de aceite vegetal usado, procedente sobre todo de cocinas comerciales y restaurantes. Sólo una pequeña parte se reutiliza, por ejemplo en la producción de combustibles como el biodiésel. En el Instituto Leibniz de Catálisis de Rostock (LIKAT), la estudiante de doctorado Fairoosa Poovan ha desarrollado un catalizador en el grupo de investigación del profesor Matthias Beller que utiliza el aceite de cocina usado para sintetizar aminas primarias. Éstas son precursoras importantes de diversos productos de nuestra vida cotidiana, incluida la fabricación de medicamentos.
Esta investigación apoya los objetivos sociales globales de una economía neutra en emisiones de CO2 y la neutralidad climática. Hasta ahora, el aceite de cocina usado se transformaba principalmente en biocombustibles. Esto significa que el carbono atómico del aceite de cocina usado se quema con el gasóleo y se libera a la atmósfera en forma de CO2, con consecuencias negativas para el clima. Sería más sensato conservar el carbono al reciclar el aceite de cocina usado y devolverlo al ciclo, donde también es necesario. Al fin y al cabo, el carbono está contenido en casi todos nuestros productos cotidianos.
El aceite de cocina usado contiene ácidos grasos de cadena larga que pueden convertirse en otros productos químicos valiosos. Con un catalizador adecuado y en presencia de amoníaco e hidrógeno, también pueden convertirse en las aminas deseadas. Cuando uno de los tres átomos de hidrógeno del amoníaco se sustituye por otro grupo, los químicos denominan a estas aminas «aminas primarias» (R-NH2). Fairoosa Poovan desarrolló un catalizador a base de cobalto bajo la supervisión de su director de doctorado Matthias Beller y Jagadeesh Rajenahally, que puede convertir eficazmente el aceite de cocina usado en aminas primarias de ácidos grasos.
El mayor reto era encontrar una forma selectiva y rentable de producir estas aminas primarias a partir de biorresiduos. Hasta ahora, la industria utilizaba la llamada «ruta del nitrilo» para producir aminas de ácidos grasos. Sin embargo, este proceso establecido tiene desventajas. Requiere condiciones de reacción duras, implica varios pasos de reacción y, en última instancia, da lugar a una mezcla de productos de diferentes aminas (primarias, secundarias y terciarias), que son difíciles de separar debido a su similitud estructural.
La síntesis industrial de aminas grasas implica tres pasos. Primero: hidrólisis del aceite vegetal a ácidos grasos. En segundo lugar, aminación-deshidratación de los ácidos grasos a alta temperatura (por encima de 250°C) en presencia de catalizadores de óxidos metálicos (por ejemplo, óxido de aluminio u óxido de zinc) para producir nitratos grasos. Por último, en tercer lugar, la hidrogenación para producir las aminas deseadas.
Para el experimento, Fairoosa Poovan utilizó aceite de girasol comercial que se empleaba para cocinar. Tras filtrarlo, lo analizó en un laboratorio acreditado de calidad alimentaria, Lufa Northwest. Los aceites comestibles son un sistema complejo de distintos componentes de ácidos grasos. La mayoría de ellos tienen una longitud de cadena de 16 o 18 átomos de carbono, por lo que las aminas producidas también difieren en la longitud de la cadena de ácidos grasos. Según Fairoosa Poovan, es importante conocer la proporción de los distintos ácidos grasos en el aceite comestible utilizado para poder evaluar la reacción, así como la función y la eficacia del catalizador.
El proceso puede utilizarse igualmente para el upcycling de plásticos, cuyo problema de reciclaje es muy similar, incluso a una escala parecida. Cada año, 300 millones de toneladas de productos plásticos salen de las instalaciones de producción de todo el mundo. Según cifras oficiales, el 53% de lo que acaba en los contenedores amarillos de basura, al menos en Alemania, se recicla «energéticamente», es decir, se incinera.
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Fuente: quimica.es