Aceite de Palma, Antecedentes

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  Aceite de palma
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  La palma aceitera pertenece a la familia Arecaceae, genero Elaeis. Jacquin, la describió en 1763 y le dio el nombre de Elaeis guineensis . Este genero incluye tres especies; E. guineensis, de Africa Occidental; E. oleifera (Elaeis melanococa), que se extiende de Centroamerica a Brasil, y E. odora, una especie poco conocida de  America del sur [1]. En la figura 1 se muestra una descripción anatómica de la planta de palma aceitera. Figura x. Descripción anatómica de la palma aceitera. A. Planta de palma aceitera; B. Parte del raquis de una hoja; C. Base del raquis de la hoja; D. Inflorescencia masculina; E. Espiga masculina; F. Corte transversal de una espiga masculina; G. Corte longitudinal de una flor masculina; H. Parte de la inflorescencia masculina; I. Flor femenina; J. Racimo de frutos; K. Fruto; L. Corte longitudinal de un fruto.   El aceite de palma es obtenido del mesocarpio del fruto de la palma y es actualmente el segundo aceite de mayor consumo a nivel mundial y el de mayor nivel de exportaciones. El aceite de palma está constituido en su mayoría por una mezcla de triglicéridos. En la fracción restante se encuentran normalmente, en mayor o menor proporción, ácidos grasos libres, materiales resinosos, esteroles, vitaminas liposolubles, trazas de hidrocarburos, sustancias colorantes y trazas de minerales.    Por medio del proceso de fraccionamiento, un método de cristalización y filtrado a temperaturas controladas, es posible separar los componentes suaves y duros del aceite, se obtiene un aceite liquido llamado oleína y una parte solida denominada estearina, siendo la proporción promedio estearina/oleína aproximadamente de 25/75. Cuando la oleína (aceite crudo) se refina, blanquea y desodoriza, adquiere un mayor valor en el mercado, este proceso es conocido como RBD (refinado, blanqueado y desodorizado). Las propiedades físicas y químicas de la oleína y la estearina difieren significativamente de las propiedades del aceite de palma que le dio srcen. Por un lado, la oleína es completamente líquida a temperatura ambiente en climas templados, tiene una composición más reducida de triglicéridos y es una rica fuente de antioxidantes como la vitamina A, en la forma de carotenoides (500-700 ppm) y vitamina E, presente en sus dos formas, tocoferoles y tocotrienoles (600-1000 ppm); y la estearina se puede obtener en un amplio rango de puntos de fusión y valores de yodo, lo que permite a los procesadores de aceite comercializar estearina suave, media y dura especificada por sus puntos de fusión y valores de yodo. La estearina es una fuente de grasa sólida utilizada principalmente como componente en la formulación de mantecas para la panificación y margarinas; a su vez es un buen substituto de grasas animales, materia prima para oleoquímicos, o como reemplazo parcial directo del sebo animal en la elaboración de jabones [2].   Dado que el aceite de palma es uno de los de mayor producción mundial, y sus usos y aplicaciones son muy diversos Para un mejor desarrollo sostenible de la producción de aceite de palma, es necesario diversificar sus usos y aplicaciones.  Aunque una de las aplicaciones más exitosas es la síntesis de biodiesel, su producción ha estado plagada de controversia debido a su competencia con el escenario alimentario. Esto ha llevado a a un aumento en los precios de las materias primas, y por lo tanto un aumento en el costo de producción de biodiesel [16,17].   Es posible aumentar la rentabilidad de una planta de producción de biodiesel si se considera la síntesis alternativa de otros productos de mayor valor agregado a partir de las materias primas utilizadas para la producción de biodiésel.    Aún más, utilizando el aceite de baja calidad, que por su alto contenido de ácidos grasos libres (AGL), no es adecuado para el uso alimentario o para la síntesis de biodiesel. Una posible alternativa es la producción de inhibidores de la corrosión basados en las cadenas de hidrocarburos de los aceites vegetales, que han demostrado tener éxito en el campo de la industria petrolera   [18,19]. En este caso particular, es posible utilizar aceite de palma de bajo grado para la síntesis del inhibidor donde no se requiere un proceso de purificación, ya que los subproductos (principalmente glicerol) pueden actuar como diluyentes del producto principal (inhibidores). En este sentido, la producción de biodiesel puede considerarse un proceso de biorrefinería primaria, y la producción de otros productos de mayor valor agregado (como los inhibidores de la corrosión) puede considerarse como un proceso secundario de biorrefinería.    El primer estudio sobre el uso del aceite de palma como inhibidor de corrosion fue realizado por Yaakob [3] en su disertación doctoral. El desarrolló  una formulación donde los componentes principales fueron del aceite de palma crudo (CPO), que consistió en un 50% de ácidos grasos saturados, un 40% de monoinsaturados y un 9% de poliinsaturados y aproximadamente un 1% de otros componentes; epoxi y dietilentriamina (DETA). La epoxi se produjo por la reacción de bisfenol A con epiclorohidrina en medio alcalino. La DETA se entrecruza con las moléculas de epoxi y reacciona con CPO para producir un derivado de imidazol. El mayor contenido en ácidos grasos provoca la formación de más derivados de imidazol, que es el principal factor para reducir la velocidad de corrosión. Para aumentar el contenido de ácidos grasos libres, la oleína de palma fue soplada con oxígeno por algunas horas. La formulación de inhibición se probó en acero dulce en una solución 1 M de HC1 y agua de mar a concentraciones de 2, 3 y 4 g/l y temperaturas de 30, 50 y 70 °C. La eficiencia se determinó mediante curvas de polarización (CPs) y pérdida de peso. Los resultados de la oleína de palma soplada mostraron un aumento significativo en los contenidos de ácidos grasos libres que paso del 34.19% al 50.71%. En 1 M HCl, el inhibidor de oleína con epoxi mostró una eficiencia de 89% a 94%. Por su parte, en agua de mar, la eficiencia osciló entre 62% y 85% a 30 °C, 50 °C y 70 °C. La concentración óptima para el inhibidor de oleína de palma soplado, con epoxi se obtuvo a 3 y 4 g/L. La oleína de palma exhibe un potencial significativo como inhibidor de la corrosión. El componente principal de la oleína de palma es el ácido oleico que contiene un grupo ácido carboxílico y doble enlace simple. Se cree que la presencia de los dos sistemas de enlace pi permite la adsorción en la superficie metálica. Sin embargo, el aceite necesita ser soluble y estable en el medio. Para que un inhibidor a base de aceite sea eficaz en un medio acuoso, se debe superar la inmiscibilidad natural mediante la aplicación de tensioactivos o emulsionantes adecuados.   Jai et al [4] utilizaron la oleína de palma en combinación con aditivos como el monolaurato de polioxietilen(20)sorbitano (Tween 20), hexano y la dietil triamina, donde el primero actuó como emulsionante y el tercero como estabilizador de la emulsión. La formulación del inhibidor la nombraron como POT2OHA. La eficiencia de inhibición y el comportamiento del POT2OHA se determinaron con curvas de polarización potenciodinámica en aluminio sumergidos en una solución 1 M de HCl a 26, 50 y 70 °C a diferentes concentraciones de POT2OHA de 0, 0.03, 0.07, 0.10, 0.13 y 0.17 M. Los investigadores reportaron que la eficiencia aumentó al aumentar la concentración de POT2OHA, pero disminuyó con el aumento de la temperatura. El POT2OHA actuó como inhibidor de tipo mixto capaz de inhibir las reacciones anódicas y catódicas de corrosión. De acuerdo con la isoterma de Langmuir, el POT2OHA se adsorbió en la superficie a través de la fisisorción y/o semi-quimisorción. Daniyan et al [5] investigaron el efecto del aceite de palma como inhibidor de la corrosión en hierro dúctil y acero dulce expuesto en NaOH 1M, agua dulce y agua de mar sintética. Se aplicó directamente el aceite en cupones antes de la exposición,  y emplearon la pérdida de peso para determinar la eficiencia de inhibición. Los autores concluyeron que el aceite de palma demostró una alta eficiencia en el medio alcalino para ambos aceros. Los exudados de Elaeis guiniensis (vino de palma) contienen cantidades iguales de ácidos grasos saturados e insaturados. Además, el vino de palma tiene buenas características como inhibidor de corrosión debido a que contiene componentes inhibidores tales como taninos, alcaloides, compuestos fenólicos, saponinas, oligosacáridos y flavonoides (Akachukwu, 2001). Nwigbo et al [6] estudiaron el comportamiento del vino de palma como inhibidor de corrosión en acero dulce en soluciones de H 2 SO 4  y NaOH (0,1 y 0,5 M) a 30 y 60 o C utilizando la técnica de pérdida de peso en concentraciones de 5 y 15 g/100ml del inhibidor. Sus resultados mostraron que la pérdida de peso disminuyó a medida que aumentó la concentración de ambas soluciones, siendo mejor el inhibidor en la solución básica. En sus resultados cinéticos, la energía de activación aumentó conforme aumentó la temperatura y la concentración del inhibidor. Por último, los autores concluyeron que el mecanismo de inhibición fue mediante adsorción física. Yoo et al [7] sintetizaron inhibidores de corrosion verdes derivados de imidazolina basados en biodiesel de aceites vegetales (palma, soya y castor). Tales inhibidores fueron evaluados en acero dulce en una solución de HCl 1 M, con las técnicas electroquímicas, EIS y CPs. Cuando la concentración de los inhibidores fue mayor a 100 ppm, presentaron eficiencias buenas eficiencias (alrededor del %). Además, concluyeron que dichas eficiencias estuvieron relacionadas con el grado de insaturación y la longitud de la cadena alquílica y la concentración del inhibidor.   El-Lateef et al [8] sintetizaron 5 nuevos tensioactivos derivados de ácidos grasos a base de aceite de palma (figura x) e investigaron su acción inhibidora contra la corrosión del acero al carbono en solución de NaCl al 1% saturada de CO 2  a 50ºC con las técnicas de CP y EIE. De acuerdo a los resultados de las pruebas electroquímicas, los tensioactivos investigados fueron buenos inhibidores y su eficiencia alcanzó el 98,95% a 100 ppm para el inhibidor V, cuya eficiencia eficacias se atribuyó al efecto de bloqueo simple por adsorción de moléculas inhibidoras en la superficie del acero. Los autores determinaron la actividad superficial de los tensoactivos usando mediciones de tensión superficial a 25 °C. y descubrieron que la adsorción de los inhibidores en la superficie de acero al carbono obedecía a la isoterma de adsorción de Langmuir por y quimisorción. Por otra parte, los autores investigaron la correlación entre las eficiencias de inhibición de los tensioactivos y sus estructuras moleculares mediante química computacional, con el software Gaussian y los resultados teóricos obtenidos fueron respaldados por los datos experimentales.  
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