Analisi dei brevetti sulla transesterificazione con catalisi solida del biodiesel

Il biodiesel è costituito da monoesteri di acidi grassi preparati, secondo questo metodo, a partire da alimentazioni oleose, comprendenti oli, grassi e cere.

Il termine “alimentazione oleosa” è inteso per classificare un materiale lipidico di origine biologica dove la maggior parte di lipidi sono acilgliceroli, ossia gliceridi.I lipidi utilizzati sono contenuti negli oli del legno, negli oli di origine animale, come l’olio di sego di bue, il lardo o la lanolina, e negli oli vegetali, come olio di semi soia, olio di lino, olio di girasole, olio di ricino.

Gli oli vegetali includono anche una minima parte di esteri derivati del triacilglicerolo, inclusi per esempio alcuni monoesteri alchilici degli acidi grassi, mono- e di-acilgliceroli. Esempi di esteri di acilgliceroli includono esteri di acidi grassi saturi come ad esempio l’acido laurico, l’acido palmitico o l’acido stearico; esteri di acidi monoinsaturi come l’acido oleico; e esteri di acidi grassi polinsaturi come l’acido linoleico.

L’alimentazione oleosa può anche contenere una parte di acidi grassi liberi. Gli acilgliceroli usati in questa invenzione includono quelli formatisi dalla idrogenazione, deodorizzazione e dai trattamenti a caldo dell'olio.

L'aspetto fondamentale del metodo qui analizzato è l’uso di un sistema a letto cromatografico in movimento contenente un materiale catalitico cromatografico, che contemporaneamente provvede alla catalisi della reazione di transesterificazione e alla separazione del glicerolo dai monoesteri degli acidi grassi prodotti dalla reazione stessa.

Il letto cromatografico in movimento contenente un materiale cromatografico costituito da resine scambiatrici viene utilizzato per la separazione di prodotti idrofili come ad esempio, amminoacidi basici e acidi carbossilici, acidi provenienti dal brodo di fermentazione, usando come materiale del letto cromatografico scambiatori ionici polari.
Il meccanismo di scambio ionico si compone di alcune fasi principali:
. diffusione dello ione sulla superficie della resina;
. diffusione dello ione attraverso la matrice della resina verso il sito di scambio;
. spiazzamento dello ione al sito di scambio. Quanto maggiore è la carica della molecola da scambiare, tanto più forte è il legame con la resina e tanto meno facilmente essa può essere sostituita da altri ioni.

. diffusione del controione attraverso la resina;
. distacco selettivo, a opera di un eluente, e diffusione della molecola nella soluzione esterna. L'eluizione selettiva delle molecole legate alla resina si ottiene mediante l'eluizione di affinità, nella quale viene introdotto nel sistema uno ione dotato di maggiore affinità per lo scambiatore di quella della molecola legata.

In questo processo il sistema costituito da un letto in movimento è utilizzato per la separazione mediante cromatografia assorbitiva /desorbitiva, che richiede una discontinuità nelle connessioni per passare da una prima condizione di eluente dove il prodotto desiderato è fatto passare sul letto cromatografico, ad una seconda condizione in cui il prodotto desiderato è desorbito dal letto.

Sebbene queste siano tecniche di separazione discontinue esse sono tipicamente montate su una giostra, cosi che dall’uso appropriato delle valvole e dei flussi di eluenti nelle differenti stazioni, il processo può operare in modo continuo.

Il materiale contenuto nel letto è concettualmente suddiviso in zone, dove ogni zona può essere distinta dall’altra dal flusso di fluido che attraversa il letto cromatografico in quella zona, dagli effluenti introdotti o dalla funzione predominante svolta in quella zona.

Dove, quindi, fluidi differenti vengono inseriti in zone diverse, si stabilisce un gradiente di concentrazioni con un aumento della concentrazione di un primo fluido e la diminuizione del contenuto di un secondo fluido o viceversa in direzione opposta rispetto alla posizione delle zone di ingresso.