Mogućnost primjene hidratiziranog vapna kao katalizatora u procesu metanolize suncokretova ulja

Biodizel je naziv za gorivo dobiveno iz obnovljivih izvora koje se može upotrebljavati u nemodificiranim dizelskim motorima umjesto uobičajenog fosilnog dizelskog goriva. Biodizel je ustvari komercijalni naziv za smjesu metilnog estera, koja se danas može naći na tržištu tekućih goriva, prije svega u EU-u, gdje se i prodaje krajnjim korisnicima. Globalna proizvodnja biodizela u 2014. godini premašila je 30 milijardi litara od čega oko 39 % otpada na EU.1 Kao osnovna sirovina za dobivanje biodizela mogu poslužiti svi izvori biomase bogati triacilglicerolima. U prvom redu tu spadaju jestiva biljna ulja, zatim nejestiva, otpadna i upotrijebljena ulja, kao i životinjske masti. Metanoliza biljnih ulja može biti podijeljena na osnovu prisutnosti i vrste katalizatora ili topljivosti katalizatora u reakcijskoj smjesi. Ovisno o tome odvija li se reakcija metanolize s ili bez prisutnosti katalizatora, metanoliza može biti katalizirana i nekatalizirana. Kemijski katalizatori metanolize razlikuju se kako po svojoj prirodi tako i na osnovi njihove topljivosti u reakcijskoj smjesi. Ovisno o tome je li katalizator u reakcijskoj smjesi topljiv ili nije, kemijski katalizirana metanoliza može biti podijeljena na homogeno, heterogeno i homogeno-heterogeno kataliziranu metanolizu. Osnovna karakteristika homogeno katalizirane metanolize je otopljen katalizator u reakcijskoj smjesi. Homogeni katalizatori metanolize mogu biti lužine i kiseline. Najčešće istraživan i u komercijalnim procesima najčešće primjenjivan način dobivanja biodizela je metanoliza katalizirana lužinama. Proces transesterifikacije s lužnatim katalizatorom uobičajen je način proizvodnje biodizela iz rafiniranih biljnih ulja. Kao lužnati katalizatori najčešće se upotrebljavaju kalijev hidroksid (KOH), natrijev hidroksid (NaOH) i natrijev metoksid (NaOCH3). Unatoč brojnim prednostima homogeno katalizirane metanolize, glavni nedostatak joj je nemogućnost ponovne uporabe katalizatora. Pored toga, katalizator zaostaje u esterskoj frakciji, odakle ga je potrebno ukloniti, što se najčešće provodi višestrukim ispiranjem s vodom, a otpadna voda čini značajan problem za okoliš.2,3 Uporabom katalizatora koji se ne otapaju u reakcijskoj smjesi, pojednostavljuje se način izdvajanja i rafiniranja proizvoda, smanjuju okolišni problemi i omogućava ponovna uporaba katalizatora. Uporabom heterogenih katalizatora dobiva se kvalitetniji i čišći biodizel kao i glicerol, a zbog jednostavnijeg postupka i mogućnosti višestruke uporabe katalizatora danas se homogena kataliza sve više nastoji zamijeniti heterogenom.3,4,5 U posljednje vrijeme heterogeno katalizirana metanoliza vrlo se intenzivno istražuje. U različitim laboratorijskim istraživanjima heterogeno katalizirane metanolize upotrebljavan je velik broj različitih spojeva u funkciji katalizatora.6 Pri tome je mnogo pozornosti posvećeno istraživanju vrste, načina pripreme i količine heterogenog katalizatora, kao i uvjetima pri kojima se izvodi reakcija metanolize. Katalitička aktivnost heterogenih katalizatora ovisi o mnogo čimbenika, prije svega o njihovoj prirodi, veličini i specifičnoj površini čestica te primijenjenim uvjetima u kojima se reakcija izvodi.7 Između objavljenih rezultata ovih istraživanja postoje razlike oko optimalnih uvjeta procesa, pa čak i oko postojanja katalitičke aktivnosti nekih spojeva. Najveći broj istraživanja heterogeno katalizirane metanolize odnosi se na primjenu zemnoalkalijskih metala, točnije njihovih oksida kao katalizatora reakcije.3 Katalitička aktivnost oksida zemnoalkalijskih metala raste s povećanjem njihove bazičnosti i to redoslijedom;