estudio hidrogenacion de un aceite de jojoba

48

RESUMEN

Estudio de la hidrogenación del aceite de jojoba.

Se han llevado a cabo ensayos de hidrogenación de acei-te de jojoba para estudiar los efectos de las principales varia-bles operativas de esta operación sobre el índice de yodo y elpunto de fusión. Se utilizó un reactor discontinuo con un cata-lizador de níquel. Los efectos seleccionados para su análisisfueron la temperatura de reacción, la presión de operación yla cantidad de catalizador. El rango de temperaturas estudia-do fue de 120-200ºC, el de presión entre 2 y 4 atm y la canti-dad de catalizador entre 0,2-0,6 % (% masa catalizador / ma-sa de aceite). Si bien los tres efectos estudiados fueronsignificativos, la temperatura fue el efecto que más influenciatuvo sobre el avance de la reacción. Se estudió además elcomportamiento cinético mediante el ajuste de un modelo po-tencial de pseudo-primer orden, obteniéndose los parámetroscinéticos correspondientes.

PALABRAS CLAVE: Aceite – Cera – Hidrogenación –Índice de iodo – Jojoba.

SUMMARY

Study on jojoba oil hydrogenation.

Trials were cattied out on jojoba oil hydrogenation to studythe effects of the main operative variable on iodine index andmelting point. . A batch reactor with nickel catalysts was used.The effects selected for analysis were the reactiontemperature, the operation pressure and the amount ofcatalyst.The range of temperature studied was 120-200ºC, thepressure was between 2 and 4 atm and the amount of catalystranged from 0.2 – 0.6% (percentage of catalyst mass over oilmass). The results showed that these three factors affectedthe reaction significantly; although temperature was the mostinfluential in the progression of the reaction. In addition, thekinetic behavior was studied using a potential model ofpseudo-first order and the corresponding kinetic parameterswere obtained.

KEY-WORDS: Hydrogenation – Iodine Value – Jojoba –Oil – Wax.

1. INTRODUCCIÓN

El aceite de jojoba es un producto natural quese extrae de las semillas de la planta de jojoba. Es-ta planta es un arbusto originario del desierto deSonora, al norte de México y del sur-oeste deEEUU. En Argentina, su cultivo se encuentra en pe-ríodo de incipiente crecimiento, siendo actualmen-

te, uno de los más importantes productores en elmundo. La semilla de este arbusto tiene entre 40 y60% de aceite. El aceite extraído de la semilla, tam-bién denominado cera líquida, fluye libremente atemperaturas mayores de 10°C y está compuestopor una mezcla de 97% de ésteres lineales (de 36a 46 átomos de carbono) de ácidos y alcoholes gra-sos monoinsaturados de cadena larga, lo que con-trasta con los aceites vegetales y animales los cua-les son principalmente triglicéridos (Gunstone,1990).

De varias muestras de Argentina ensayadas,mediante el empleo de cromatografía gaseosa conespectrómetro de masa (GC-MS), se identificaronnueve ácidos grasos y ocho alcoholes grasos satu-rados y mono-insaturados conteniendo entre 16 y24 átomos de carbono. Los ácidos grasos másabundantes fueron 9_octadecanoico (18:1), 13_do-cosanoico (22:1) y 11_eicosanoico (20:1); éste ul-timo en porcentajes cercanos al 76%. Entre los alcoholes se destacaron el 11_eicosanol y el13_docosanol, los que representaron aproximada-mente el 90% de los alcoholes Entre los principalesparámetros físicos, químicos y fisicoquímicos eva-luados en dichas muestras se ha determinado elpunto de ebullición: 386,5°C, la densidad (a 25°C):0,8581 gr/ml, el índice de refracción (a 25°C):1,447, el índice de acidez: 0,59 mg KOH/g y el índi-ce de saponificación: 101,25 mg KOH/g Tobarez etal. (2002).

La hidrogenación es una de las reacciones quí-micas más comunes que se realizan sobre los acei-tes y grasas con la finalidad de mejorar sus propie-dades. La hidrogenación involucra la adiciónquímica de hidrógeno a los dobles enlaces carbo-no-carbono insaturados presentes en una molécu-la de ácido graso o alcohol graso. La reacción debeser catalizada para obtener adecuados rendimien-tos. Esta técnica no sólo incrementa los puntos defusión y la consistencia de las grasas, sino quetambién mejora el color, el olor y la estabilidad oxi-dativa de las mismas (Hastert, 1998).

La reacción de hidrogenación de aceites proce-de según una serie de pasos de transferencia demasa y adsorción-desorción, y bajo condicionesadecuadas, la principal resistencia se concentra enla reacción química sobre la superficie del cataliza-dor. Las moléculas con dobles enlaces insaturados

Estudio de la hidrogenación del aceite de jojoba

Por Alberto Willnecker y María del C. Pramparo*

Departamento de Tecnología Química. Facultad de Ingeniería.Universidad Nacional de Río Cuarto. Ruta 36 Km 601. Río Cuarto. Argentina.

* Autor para correspondencia: [email protected]

GRASAS Y ACEITES, 60 (1),ENERO-MARZO,48-54, 2009,ISSN: 0017-3495DOI: 10.3989/gya.032708

son adsorbidas en el catalizador sólido y allí reac-cionan con átomos de hidrógeno (O’Brien, 1998).

Wisniak et al. (1987) propusieron una reacciónde primer orden para la cinética seguida con el ín-dice de iodo. Experimentalmente llevaron a cabo lareacción de hidrogenación en catalizadores de co-bre y níquel (5-30 gr/1000 ml aceite), a altas presio-nes (7-50 atm), bajas temperaturas (100-140°C) yvelocidades de agitación entre 550-1200 rpm. Des-pués de los períodos de inducción, las líneas de va-lor de iodo en función del tiempo dieron lo suficien-temente lineales como para suponer orden uno dereacción. El avance de la reacción fue controladocon el índice de refracción a 75°C, el cual variababastante linealmente con el índice de yodo. Laconstante cinética no fue dependiente de la veloci-dad de agitación, lo que además probó la prepon-derancia de la resistencia química frente a la física.

Warth (1956) reportó que el aceite de jojobapuede ser fácilmente hidrogenado por un procesosimilar al de hidrogenación de aceite de algodón.Se lograba con este proceso un producto altamen-te lustroso, blanco perlado, en forma de cristales la-minado, de alta dureza y punto de fusión alrededorde 70°C. El producto obtenido se utilizó como ingre-diente en ceras para pulir, en la fabricación del pa-pel, para encerar frutas y recubrimiento exterior develas.

La composición del aceite hidrogenado depen-de de muchos factores, los cuales influyen en laevolución de la reacción de hidrogenación. Entrelos principales factores se encuentran las caracte-rísticas del aceite y las condiciones a las cuales selleva a cabo el proceso (temperatura, presión, velo-cidad y tipo de agitación, tamaño del reactor, cali-dad del hidrógeno, tipo y cantidad de catalizador)(Ariaansz, 1998). En general, la presión de trabajoestá en el orden de los 0-120 psig; sin embargo, pa-ra ácidos grasos y otros materiales no comestiblesdifíciles de hidrogenar se emplean presiones dehasta 25 atm para obtener velocidades de reacciónsatisfactorias (Wisniak, 1994).

Los catalizadores utilizados para esta reacciónestán basados en níquel, mezclados con cobre,aluminio y óxidos de silicona. Otro tipo de cataliza-dores utilizados son los de cobre-cromo, los cualestienen una alta selectividad pero baja actividad. Porotra parte, estos catalizadores tienen la desventajade ser altamente sensibles a distintos venenos delcatalizador. En general son usados para hidrogenaraceite de soja, el cual, parcialmente hidrogenadoes muy utilizado para ensaladas, por ser muy esta-ble. Los metales preciosos (paladio, oro, bismuto)también son posibles catalizadores de hidrogena-ción. Son muy activos y más selectivos que los deníquel, pero más costosos. La alta actividad de es-tos catalizadores permite trabajar a más bajas tem-peraturas de reacción. Varios inconvenientes sepresentan por el uso de catalizadores. Impurezasen el aceite pueden envenenar el catalizador. Com-puestos tales como jabones, fosfátidos y carbohi-dratos son absorbidos en la superficie del cataliza-dor, mientras otros, como los ácidos grasos,

pueden destruir el catalizador por reacción quími-ca. Glicéridos oxidados y peróxidos reducen la ac-tividad del catalizador. Compuestos del azufre ymonóxido de carbono pueden venir como impure-zas del hidrógeno que es producido por el procesode su elaboración y son efectivos venenos de estoscatalizadores (Hui, 1996).

La reacción de hidrogenación se puede llevar acabo en forma parcial o total. Dependiendo de lascondiciones operativas y de las características delcatalizador, la reacción puede evolucionar más omenos rápidamente, y es posible detener la reac-ción en distintos niveles de conversión, dando pro-ductos más o menos saturados (hidrogenados),proveyendo de esta manera grasas con distintascaracterísticas químicas y funcionales. Mientrasmás se permite que la reacción avance se obten-drán grasas hidrogenadas o saturadas más duras,pasando por graduales cambios de dureza a medi-da que la reacción avanza.

La reacción de hidrogenación puede seguirsemediante distintas determinaciones analíticas. En-tre ellas pueden citarse la composición, el índice deyodo, el índice de refracción y el consumo de hidró-geno. Propiedades tales como el punto de fusión yla curva de sólidos tienen relación directa con laconsistencia y funcionalidad del producto. La deter-minación del punto final de la operación de hidroge-nación de aceites vegetales constituye un problemacrítico. De mucha utilidad es la disponibilidad desistemas de medición on-line para monitorear el ín-dice de refracción, el cual se correlaciona con el ín-dice de yodo para cada tipo de aceite. El índice deyodo es una medida directa del grado de saturaciónalcanzado en la reacción (Kellens y Hendrix, 1998).

El objetivo del presente trabajo es estudiar losefectos de las principales variables operativas de lareacción de hidrogenación del aceite de jojoba so-bre la eficiencia de saturación. Para alcanzar esteobjetivo se analizó el producto obtenido, evaluandoel índice de yodo y el punto de fusión del productofinal a diferentes condiciones operativas y tiemposde reacción. Se estudió además el comportamien-to cinético mediante el ajuste de un modelo poten-cial de pseudo-primer orden.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

2.1. Descripción del equipamiento

Se utilizó un reactor marca PARR, construido enacero inoxidable, con capacidad máxima de 0,6 L,presiones máximas de 6 atm y con agitador, cale-facción y sistema de enfriamiento. La temperaturase programó y controló mediante un controladorPID Cole Palmer y termocuplas tipo K-J. El vacíonecesario para la etapa previa de calentamientofue provisto por una bomba de vacío marca DOSI-VAC, del tipo de anillo de aceite. (presión mínimaalcanzada 0,3 atm).

El reactor trabaja en forma discontinua y requie-re de operaciones previas posteriores a la reacción

GRASAS Y ACEITES, 60 (1), ENERO-MARZO, 48-54, 2009, ISSN: 0017-3495, DOI: 10.3989/gya.032708 49

ESTUDIO DE LA HIDROGENACIÓN DEL ACEITE DE JOJOBA

para la concreción de los ensayos. A continuaciónse plantean las etapas seguidas en cada ensayo:

1. Precalentamiento a presión atmosférica,hasta 100°C.

2. Desgasado en vacío para evitar futuras oxi-daciones de los ácidos grasos.

3. Calentamiento en vacío hasta la temperaturade reacción (con agitación).

4. Etapa de reacción con introducción de hidró-geno.

5. Enfriamiento de la masa reaccionante.6. Filtración para separar la masa reaccionante

del catalizador.

Como la hidrogenación es exotérmica, a mayorvelocidad de reacción, mayor será el calor despren-dido. Esto ayuda a la calefacción del sistema paramantener la reacción en su temperatura de trabajo.Una vez que el sistema ha alcanzado su tempera-tura de trabajo, puede necesitar enfriamiento a cau-sa de la exotermicidad de la reacción, a menos quelas pérdidas de calor del sistema superen la gene-ración de calor por reacción química. En estas ex-periencias no fue necesario enfriar sino calentardurante todo el tiempo de reacción.

2.2. Determinaciones analíticas

Las muestras obtenidas en los ensayos de hi-drogenación son analizadas en el laboratorio paradeterminar: índice de yodo y punto de fusión. Se si-guieron los protocolos normalizados de la Ameri-can Oil Chemist’s Society (AOCS) para cada unade las determinaciones (índice de iodo: AOCS Cd1-25 (89), punto de fusión: AOCS Cc 1-25 (89))(A.O.C.S., 1994).

2.3. Condiciones experimentales

Se utilizó aceite de jojoba refinado provenientede dos proveedores regionales. El catalizador utili-zado es de marca PRICAT Modelo 9910 (25% ní-quel en estearina). La proporción de catalizador uti-lizada varió en el rango de 0,2-0,6% (porcentajemásico de catalizador en aceite), dependiendo dela experiencia llevada a cabo. La presión de opera-ción varió en el rango 2-4 atmósferas absolutas ylas temperaturas entre 120-200°C. La velocidad deagitación empleada fue de 1425 rpm. Se tomaronmuestras de la masa reaccionante a 30, 60 y 90min respectivamente.

2.4. Experiencias

Se llevaron a cabo 2 conjuntos de experienciaspara cumplir con los siguientes objetivos:

1) Análisis del efecto de condiciones operativasen la reacción de hidrogenación; con el obje-tivo de determinar qué variables ensayadastienen efecto significativo en el producto de

reacción, y qué tipo de efecto ejercen, las va-riables operativas seleccionadas fueron: latemperatura de reacción, la presión y la can-tidad de catalizador. Existen antecedentesen la literatura relacionados al efecto de es-tas variables sobre otros aceites que justifi-can esta primer selección de variables (Hui,1996).

2) Estudio cinético de la reacción de hidrogena-ción: con el objetivo de realizar un análisis te-órico-experimental del modelado cinético dela operación de hidrogenación se han reali-zado un conjunto de experiencias comple-mentarias que permitan determinar las cons-tantes específicas de reacción así como lasenergías de activación y factores pre-expo-nenciales para esta reacción.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1. Análisis del efecto de condicionesoperativas en la reacción de hidrogenación

Se ha utilizado un diseño factorial 23 con dos ré-plicas para cada una de las variables selecciona-das como factores: temperatura, presión y cantidadde catalizador (Montgomery, 1991). Las experien-cias fueron realizadas en forma aleatoria. La varia-ble observada elegida como un indicador del avan-ce de la reacción de hidrogenación es el índice deyodo. Los valores empleados para cada una de lasvariables experimentales analizadas se muestranen la Tabla 1.

50 GRASAS Y ACEITES, 60 (1), ENERO-MARZO, 48-54, 2009, ISSN: 0017-3495, DOI: 10.3989/gya.032708

ALBERTO WILLNECKER Y MARIA DEL C. PRAMPARO

Tabla 1Límites de los factores analizados

Temperatura Presión Catalizador(ºC) (atm) (% másico)

Nivel Inferior 120 2 0,2Nivel Superior 200 4 0,6

Para el análisis de los resultados experimenta-les se emplearon las variables codificadas x1, x2 yx3 definidas de la siguiente manera:

x1 = (1)

x2 = (2)

x3 = (3)

siendo T la temperatura en °C, C la cantidad de catalizador en % másico relativo de catalizador/aceite, y P la presión en atmósferas absolutas. Los

P – (Pbaja + Palta)/2

(Pbaja – Palta)/2

C – (Cbaja + Calta)/2

(Cbaja – Calta)/2

T – (Tbaja + Talta)/2

(Tbaja – Talta)/2

subíndices «bajo» y «alto» se refieren a los niveles inferior y superior respectivamente, del diseño esta-dístico seleccionado.

El modelo de regresión, expresado en variablescodificadas, obtenido del diseño factorial 23 es de laforma:

y = b0 + b1x1 + b2x2 + b3x3 + b4x1x2 + b5x1x3 + b6x2x3 + b7x1x2x3 + � (4)

donde y representa la respuesta de interés (valorde yodo a 30, 60 y 90 min de reacción), b0 a b7 sonlos parámetros del modelo y e representa el resi-duo o error de la estimación. Estos parámetros sehan evaluado a través de los datos experimentalesempleando regresión multiparamétrica lineal. Losvalores de los parámetros b1 a b7 corresponden a lamitad de los efectos principales e interacciones entanto que b0 cuantifica el efecto promedio.

Se realizaron 16 experiencias de reacción parael diseño factorial 23 seleccionado, correspondien-do a las 8 diferentes combinaciones de tratamien-tos y sus respectivas réplicas. En la Tabla 2 se muestran los resultados experimentales del avancede la reacción expresado como índice de yodo pa-ra distintos tiempos de reacción, en cuatro condi-ciones operativas diferentes, y a 120°C y 200°C detemperatura de reacción.

El grado de saturación logrado a 200°C de tem-peratura es notoriamente mayor que en los ensa-yos a 120°C.

Se puede observar a través de los resultadosexperimentales que la temperatura es una de lasvariables de mayor influencia en la velocidad de hi-drogenación. En general, a mayor temperatura lavelocidad de reacción aumenta, hecho evidenciado

por la constante de velocidad específica expresadaen función de la temperatura (según la Ley de Ar-rhenius). Pero, a mayor temperatura disminuye lasolubilidad del hidrógeno en el aceite, dificultandoel contacto del hidrógeno con el aceite en la super-ficie del catalizador, de manera que son dos efec-tos contrapuestos. Ambas causas conducen a quela concentración de hidrógeno en el catalizador dis-minuya a mayor temperatura.

El efecto de la presión depende de las caracte-rísticas del catalizador utilizado. El mecanismo aceptado de doble hidrogenación en catalizadoresde níquel asume que el paso controlante es la re-acción superficial entre el hidrógeno atómico y elaceite no adsorbido. En general a menor presión elgas cubre menos superficie de catalizador, lo quedisminuye la velocidad de reacción.

La cantidad de catalizador influye en la veloci-dad de reacción. A mayor cantidad de catalizador,mayor superficie de catálisis expuesta, mayor serála velocidad de reacción. No obstante esto ocurriráhasta un cierto punto, donde el hidrógeno deje dedisolverse lo suficientemente rápido y este efectodesaparecerá.

En la Figura 1 se observa la variación del puntode fusión con el tiempo de reacción para cuatrocondiciones operativas diferentes. A mayor puntode fusión mayor grado de consistencia se esperadel aceite hidrogenado. Este parámetro es un buenindicador representativo del aspecto físico de lagrasa o cera obtenida.

Se llevó a cabo el análisis de varianza respecti-vo para los tres tiempos de reacción estudiados,obteniéndose los valores de los coeficientes de laregresión propuesta cuya comparación puede serobservada en los diagramas de Pareto que se



Tabla 2Resultados experimentales de valor de iodo*

0,2 % catalizador 0,6 % catalizador

Tiempo Presión Presión Presión Presión(min) 2 atm 4 atm 2 atm 4 atm

Temperatura de reacción: 120°C

0 85,7 85,7 85,7 85,715 84,0 82,6 83,0 84,530 82,1 78,4 80,5 75,945 80,0 75,9 78,5 73,960 78,0 71,9 74,7 61,075 75,9 68,0 72,9 48,590 74,0 66,2 67,8 32,2

Temperatura de reacción: 20°C

0 85,7 85,7 85,7 85,715 70,9 66,9 67,5 55,630 60,3 50,0 53,2 36,145 54,0 26,6 35,5 14,760 45,1 11,6 21,1 4,575 35,7 6,8 15,6 2,190 27,2 2,6 6,0 1,6

*Valor de iodo: media de dos réplicas.

muestra en la Figura 2 para los tres tiempos de re-acción analizados.

Se observa que a medida que aumenta el tiem-po de reacción algunos efectos combinados tien-den a no ser significativos. Del análisis del error delas regresiones se pone de manifiesto que los erro-res están uniformemente distribuidos alrededor delcero.

En todos los tiempos estudiados la temperaturamostró ser la variable de mayor influencia sobre elavance de la reacción de hidrogenación, siendo elefecto de la presión y de concentración de cataliza-dor de aproximadamente el mismo orden, obser-vándose un efecto ligeramente inferior del % del ca-talizador.

3.2. Modelo cinético

Dadas las características del sistema reaccio-nante y la complejidad de la composición de esteaceite, y en base a resultados previos de la literatu-ra (Wisniak, 1994), se propone seguir la reacción através del índice de iodo utilizando un modelo ciné-tico de pseudo-primer orden donde se expresa lavariación de la composición de insaturación a tra-vés del índice de iodo. La ecuación diferencial re-sultante es:

= –k [VI ] ; t = 0 [VI ] = VI 0 (5)

donde [VI] es el valor de iodo o índice de iodo y kla constante cinética (min–1).

La constante cinética se expresa en función dela energía de activación de acuerdo a la ley de Ar-rhenius. Dado que se analizan en conjunto los da-tos para diferentes temperaturas, las constantes ci-néticas se han escrito en forma reparametrizada,ya que de este modo se consigue una mejor y másrápida convergencia de los programas numéricos.

La ecuación para la ley de Arrhenius queda en-tonces:

d [VI ]

dt



Figura 1Resultados experimentales de punto de fusión.

Figura 2Diagramas de Pareto con la significancia de los efectos:

T: temperatura, C: composición del catalizador, P: presión.a) 30 min , b) 60 min y c) 90 min de tiempo de reacción.

a)

b)

c)

k = km exp (–E VT) (6)

siendo:

VT = (7)

con R: Constante Universal de los Gases, Tm: tem-peratura de reparametrización y km: constante ci-nética a la temperatura de reparametrización.

El modelo cinético propuesto fue ajustado porcuadrados mínimos, utilizándose el método de Le-venberg-Marquardt (Constantinides y Mostoufi,1999; Hoffman, 1992). El criterio de minimizaciónde suma de cuadrados de las desviaciones permi-tió obtener los parámetros presentes en el modelopropuesto. Se utilizaron el software MicroMathScientis v2.01 for Windows de MicroMath ScientificSoftware y el entorno Matlab 7.1.

(Tm – T)

RTmT

En la Tabla 3 se muestran los valores de lasconstantes cinéticas de velocidad de reacción obte-nidas según los ajustes respectivos para cada unade las condiciones operativas utilizadas en los en-sayos, dando además la desviación estándar comoun parámetro estadístico indicativo de la bondaddel ajuste.

De los datos obtenidos de velocidad específicade reacción se destaca el hecho de que un aumen-to de la temperatura, de la presión y/o de la canti-dad de catalizador conduce a un aumento de la ve-locidad de reacción, siendo la temperatura la quemás influencia produce.

En la Tabla 4 se presentan los valores de km yenergía de activación E, parámetros obtenidos se-gún la ley de Arrhenius con experiencias a 120°C,160°C y 200°C.

Los valores de energía de activación obtenidosmediante el planteo de esta cinética simplificada depseudo-primer orden tomando la concentración dereactivo representada por el índice de yodo son ba-jos comparados en órdenes de magnitud con valo-res típicos de energías de activación de reaccionesquímicas.

En la Figura 3 se contrastan los valores experi-mentales con los obtenidos mediante el modelo po-tencial propuesto con los parámetros ajustados es-tadísticamente.

De la Figura 3 se puede destacar que en gene-ral el modelo potencial representa adecuadamenteel desarrollo de la reacción de hidrogenación delaceite de jojoba, manifestándose mejor ajuste acondiciones de menores conversiones como es elcaso de las experiencias A y B.

4. CONCLUSIONES

Se ha estudiado la reacción de hidrogenacióndel aceite de jojoba, llevando a cabo ensayos a dis-tintas condiciones operativas, determinando el índi-ce de yodo y el punto de fusión de las muestras en-sayadas. Se llevó a cabo un análisis estadísticos delos resultados obtenidos, obteniéndose que de lostres efectos considerados: temperatura, cantidad decatalizador y presión, la temperatura es la variableque produjo mayor efecto sobre el índice de yodoconsiderado como variable de avance de reacción.



Tabla 3Parámetros k estimados para el modelo cinético propuesto

Condiciones operativas Constante Cinética

% Catalizador Presión Temperatura k (min–1) Desviación(atm) (°C) Estándar

0,2 2 120 0,0016 2,15 10-5

0,2 2 200 0,0115 0,00960,2 4 120 0,0029 5,51 10-5

0,2 4 200 0,0259 0,00280,6 3 120 0,0042 0,00030,6 3 200 0,0260 0,00370,6 4 120 0,0072 0,00130,6 4 200 0,0357 0,00230,2 3 120 0,0026 3,46 10-5

0,2 3 200 0,0161 0,00080,6 2 120 0,0022 9,97 10-5

0,6 2 200 0,0213 0,00160,2 2 160 0,0056 0,00010,6 2 160 0,0103 0,00030,2 4 160 0,0133 0,00040,6 4 160 0,0215 0,0010

Tabla 4Parámetros km y E de Arrhenius (120°C, 160°C, 200°C)

Condiciones operativas Constante Cinética Energía de Activación Específica

% Catalizador Presión Km Desviación E Desviación(atm) (min–1) Estándar (kjoule/mol) Estándar

0,2 2 0,0020 0,0004 8,067 0,9030,2 4 0,0046 0,0015 8,067 1,5920,6 2 0,0034 0,0010 8,511 1,4500,6 4 0,0092 0,0021 6,350 1,120

Se ha planteado una ecuación cinética de pseu-do-primer orden para representar el mecanismo ci-nético de la reacción de hidrogenación. Se obtuvie-ron los parámetros cinéticos del modelo propuestocon buenos indicadores estadísticos del ajuste. Sepuede destacar que en general el modelo potencialrepresenta adecuadamente el desarrollo de la re-acción de hidrogenación del aceite de jojoba, mani-festándose mejor ajuste a condiciones de menoresconversiones.

REFERENCIAS

Ariaansz R. 1998. Teoría de la hidrogenación. Aceites yGrasas 32, 383-396.

A.O.C.S. 1994. Official Methods & Recommended Practi-ces of the American Oil Chemists’Society. AOCSPress, USA.

Constantinides A, Mostoufi N. 1999. Numerical Methodsfor Chemical Engineers with Mat Lab Applications.Prentice Hall, New Jersey, USA.

Gunstone F D. 1990. Jojoba oil. Endeavour 14, 40-43.Hastert R. 1998. Hidrogenación: principios e historial.

Aceites y Grasas 32, 359-361.Hoffman J. 1992. Numerical Methods for Engineers and

Scientists. McGraw-Hill Inc., New York, USA.Hui Y. 1996. Edible oil and fat products: processing tech-

nology. In Bailey’s Industrial Oil and Fat Products.John Wiley & Sons, Inc. N.Y., USA.

Kellens M, Hendrix M. 1998. Desarrollos en la modifica-ción de grasas: hidrogenación-interesterificación-frac-cionamiento. Características y beneficios. Aceites yGrasas 32, 399-411.

Montgomery DC. 1991. Design and Analysis of Experi-ments. John Wiley & Sons, USA.

O’Brien R D. 1998. Fats and Oils. Formulating and Pro-cessing for Applications. Technomic Publication, USA.

Tobarez L, Guzman CA, Maestri DM. 2002. Caracteriza-ción de las ceras de jojoba de producción argentinaobtenidas mediante diferentes metodologías. Aceitesy Grasas 4, 516-520.

Warth AH. 1956. The Chemistry and Technology of Wa-xes. Reinhold, New York, USA..

Wisniak J. 1987. The chemistry and technology of jojobaoil. Journal of American Oil Chemists’ Society 64, 93-111.

Wisniak J. 1994. Potential uses of jojoba oil and meal, areview. Industrial Crops and Products 3, 43-68.

Recibido: 26/3/08Aceptado: 8/5/08



Figura 3Valor de yodo calculado según modelo potencial vs datos

experimentales.Exp. A: 0,2 % cat, 2 atm, 120°C; Exp. B: 0,2 % cat, 2 atm,160°C; Exp. C: 0,2 % cat, 4 atm, 160°C; Exp. D: 0,6 % cat,

4 atm, 160°C.

estudio hidrogenacion de un aceite de jojoba

Documents