Resumen Jatropha curcas L., es una especie silvestre en proceso de domesticación con potencial para usar su aceite como biocombustible. Los procesos evolutivos-adaptativos le han conferido un mecanismo reproductivo basado en la protoginia-geitonogamia que garantiza la asincronía floral como una forma de asegurar la alogamia y supervivencia en condiciones extremas de clima y suelo. En condición silvestre esta planta presenta heterogeneidad de los frutos, atributo poco atractivo para la cosecha. Por esta razón, se realizó este estudio, para determinar el número de cosechas, rendimiento y la proporción y estados de madurez fisiológica del fruto con la máxima cantidad y calidad del aceite. Se utilizó un diseño de bloques completos al azar con arreglo factorial de tratamientos; los factores fueron variedades y estados de madurez del fruto. Se obtuvo una relación 19:31:36:14 de frutos con el color del pericarpio verde: amarillo: amarillo-café: café, respectivamente. La mejor época de cosecha fue el estado amarillo-café que representó el mayor contenido de aceite asociado con alto contenido de ácido oleico y linoelico. Para la cosecha oportuna del fruto se recomienda utilizar el índice de color del epicarpio. Estos resultados sugieren que el carácter asincronía floral requiere de mejora genética que asegure la homogeneidad de frutos para la cosecha manual o mecánica.

Abstract Jatropha curcas L. is a wild species in the domestication process with an oil and biofuel potential use. The evolutionary-adaptive processes have conferred a reproductive mechanism based on protogyny-geitonogamy, achieving a floral asynchrony addressed to ensure the outcrossing and survival in extreme climate and soil conditions. In the wild, this plant performs a fruit heterogeneity, an unattractive attribute for harvest timing. Therefore, this research aimed to determine the number of harvest, yield and proportion, and physiological states of fruit maturity with the maximum oil quantity and quality. A randomized complete block factorial arrangement of treatments design was performed. The varieties and stages of fruit ripeness, were the factors. A relation of 19: 31: 36: 14 with fruits pericarp colors: green: yellow: yellow-brown: brown, was obtained. The best harvest timing was during the yellow-brown state, which represented the highest oil content associated with high oleic acid and linoleic contents. Nevertheless, for a fruit harvest timing, the use of the epicarp color index is recommended. These results suggest the floral asynchrony breeding traits, requires the ensuring of the fruit homogeneity for mechanical or manual harvesting.

Hydrogenation of crude Jatropha oil using two commercial catalysts nickel/silica and nickel/alumina was studied. An experimental design 2³ was carried out, including the variables temperature, pressure and content of catalyst. Oil and their reaction products were characterized by measuring composition and acid value, saponification and iodine. The catalysts were characterized by BET area, FT-IR, TPR and TGA. Among the most relevant results are: a) The catalyst nickel/silica showed higher activity, possibly due to its larger surface area, which could favor the dispersion of nickel; b) high stability to oxidation by catalyst nickel/silica was found, which gives a high degree of reuse; c) a product with hydrogenation greater than 98% with the potential to apply in textile lubricants, softening additives, among others.

Se estudió la hidrogenación de aceite crudo de Jatropha usando dos catalizadores comerciales níquel/sílice y níquel/alúmina. Se realizó un diseño experimental 2³, comprendiendo las variables temperatura, presión y contenido de catalizador. El aceite y sus productos de reacción fueron caracterizados mediante la medición de composición y los índices de acidez, saponificación y yodo. Los catalizadores se caracterizaron por área BET, FT-IR, TPR y TGA. Dentro de los resultados más relevantes del presente trabajo están: a) el catalizador níquel/sílice mostró mayor actividad, debido posiblemente a su mayor área superficial, lo cual pudo favorecer la dispersión del níquel; b) se encontró una alta estabilidad a la oxidación del catalizador níquel/sílice, lo que le confiere un alto grado de reutilización; c) se obtuvo un producto con una hidrogenación mayor al 98% con potenciales aplicaciones en lubricantes textiles, aditivos suavizantes, entre otros.

Results on the synthesis of alkyd resins from mixtures of castor oil, palm oil and frying oils with refined, bleached and deodorized (RBD) soybean oil are presented. Iodine value, acidity number, saponification number, moisture content, hydroxyl number, gas chromatography, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric analysis were used to characterize raw materials and products. It was found that mixtures containing 30, 50 and 70% by mass of these oils, balancing with RBD soybean oil, allow obtaining alkyd resins that comply with the quality criteria required for the development of finished products such as sealants and wood coatings. These results represent a technologically and economically feasible alternative for cost reduction by incorporating these crude oils in industries that produce polymeric resins or unsaturated polyester alkyd resins.

Se presentan los resultados obtenidos del uso de mezclas de aceites crudos de higuerilla, de palma y de fritura con aceite de soja refinado, blanqueado y desodorizado (RBD) en la síntesis de resinas alquídicas. Se emplearon las técnicas de caracterización índice de iodo, índice de acidez, índice de saponificación, humedad Karl Fisher, índice de hidroxilo, cromatografía gaseosa, transformación de Fourier de la radiación infrarroja (FTIR) y análisis termogravimétrico. Los resultados indican que las mezclas con aceite de soja que contienen 30, 50 y 70% en masa de los aceites mencionados permiten obtener resinas alquídicas que cumplen con los criterios de calidad requeridos para el desarrollo de productos terminados, tales como esmaltes, lacas y selladores para madera. Estos resultados se constituyen en una alternativa tecnológica y económicamente factible para la reducción de costos mediante la incorporación de estos aceites de bajo valor dentro de la industria de resinas poliméricas tipo alquídicas o de poliéster insaturado.

Results on the emulsion polymerization of a styrenated acrylic resin using polymerizable surfactants are presented. These surfactants exhibit low foaming, high film strength upon contact with water and good stability in the polymerization. A comparison was made with results for conventional non-polymerizable alkyl aryl polyglycol ether sulphate, sodium salt and nonylphenolethoxylate surfactants. The effect of these polymerizable surfactants on the particle size distribution of the resin was evaluated; in addition to determining the final properties of the resin such as solids content, free monomer content, viscosity and pH. It is feasible to totally replace non-polymerizable surfactants by the polymerizable surfactants evaluated without affecting significantly the properties of the resin, while partial substitution of the non-polymerizable surfactants induces, in some cases, the formation of particles with larger sizes than those in the standard resin.

Se presentan los resultados de la polimerización en emulsión de una resina acrílica estirenada usando surfactantes polimerizables, los cuales presentan ventajas técnicas como baja formación de espuma, alta resistencia de la película al contacto con agua y buena estabilidad en la polimerización. Se evaluó el efecto de estos surfactantes polimerizables en la distribución de tamaños de partícula de la resina; además se determinaron propiedades finales de la resina tales como porcentaje de sólidos, porcentaje de monómero libre, viscosidad y pH. Estos resultados se compararon con los obtenidos usando surfactantes convencionales no polimerizables del tipo alquil fenol etoxilado y alquilarilpoliglicol éter sulfato de sodio. Los resultados indican que que se pueden remplazar totalmente los surfactantes convencionales no polimerizables por los surfactantes poliméricos evaluados sin afectar significativamente las propiedades de la resina, mientras que la sustitución parcial de los surfactantes no polimerizables por los polimerizables induce, en algunos casos, a la formación de partículas con mayor tamaño a las presentes en la muestra estándar.

A method is proposed for the purification of glycerin from palm oil biodiesel production to achieve the required standards, for use in applications non-requiring USP grade (United States Pharmacopoeia), particularly those defined by Colombian standards. A factorial design 2 ³ was used with the three variables: type of acid (phosphoric or sulfuric acid), quantity of methanol and pH. It was found that the treatment with sulfuric acid, 50% methanol and pH of 6 gave the best results, and requires an activated carbon bleaching to meet the required color. Refined and bleached glycerin obtained meets the requirements of glycerin type 2 grades 1 and 2 according to the Colombian standard NTC1274.

Se estudió un método de purificación para la glicerina procedente de la producción de biodiesel de aceite de palma, para alcanzar los estándares requeridos para su uso en aplicaciones que no requieran el grado USP (United States Pharmacopoeia), definidos por las normas técnicas colombianas. Se usó diseño factorial 2 ³ con tres variables: tipo de ácido (fosfórico o sulfúrico), cantidad de metanol y pH. Se encontró que el tratamiento con ácido sulfúrico, con 50% de metanol y pH de 6, es el que da mejores resultados y que se requiere una decoloración con carbón activado para cumplir con la exigencia de color. La glicerina refinada y decolorada obtenida cumple con los requerimientos de la glicerina tipo 2 grado 1 y 2 según la Norma Técnica colombiana NTC1274.

Se estudió la producción de biodiesel de aceite crudo de palma mediante el uso de catalizadores heterogéneos ácidos y básicos para las etapas de preesterificación y transesterificación respectivamente. La pre-esterificación es necesaria para aceites con una acidez superior al 4% de ácidos grasos libres, ya que se evitan los problemas asociados con la formación de jabones. En ambas reacciones las variables analizadas fueron el tipo de catalizador, la temperatura y el tiempo. Se analizó la conversión del aceite a metilésteres usando cromatografía gaseosa y la estabilidad de los catalizadores mediante su reutilización. En la etapa de pre-esterificación se encontró que catalizadores ácidos del tipo resinas de poliestireno sulfonadas presentan conversiones superiores al 87% estabilidad para la esterificación de los ácidos grasos libres. Para la transesterificación se estudiaron como catalizadores heterogéneos, el carbonato de potasio libre y soportado en una matriz polimérica, obteniéndose con ambos conversiones superiores a 95 % de biodiesel; con el uso del soporte polimérico se disminuyó la velocidad de disolución de carbonato de potasio, permitiendo su reutilización hasta 10 reutilizaciones.

The production of crude palm oil biodiesel was studied by using acid and basic heterogeneous catalysts by pre-esterification and transesterification steps, respectively. Pre-esterification step is necessary for high free fatty acid content oils because problems associated with soap formation are avoided. In both reactions the variables analyzed were catalyst type, temperature and time. Conversion of oil to methyl ester was analyzed using gas chromatography and the stability of catalysts by means of reutilization. In the pre-esterification step it was found that acid catalysts type sulfonated polystyrene resin show high conversion and stability for the esterification of free fatty acids. Heterogeneous catalysts both free and supported in a polymeric matrix potassium carbonate were studied for transesterification. High conversions to biodiesel were obtained. Using the polymeric matrix decreased the potassium carbonate dissolution rate, allowing its reutilization.

In this work the results of the synthesis of glycerin ketals for application as additives to improve the cold flow properties of palm oil biodiesel employing heterogeneous and homogeneous catalyst are shown. Sulfonated polystyrene resins (Amberlyst 15, Dowex 50X2) were employed as heterogeneous catalysts, and homogenous catalysts (sulfuric acid and p-toluensulfonic acid). The effect of amount of ketals on cold flow properties of biodiesel was analyzed through determination of cloud point and pour point for each blend. Through differential scanning calorimetry crystallization points of additive-biodiesel blends were evaluated and compared with those of unmodified biodiesel. It was found that with the use of heterogeneous catalysts, conversions of glycerin above 90% were obtained. Also, the addition of ketals to biodiesel allows reductions up to 6ºC in the cloud point and pour point. Also, cooling thermograms showed effective reduction in crystallization temperatures.

Se muestran los resultados experimentales de la síntesis de cetales de glicerina para su uso como aditivos que mejoren las propiedades de flujo a baja temperatura de un biodiesel de aceite de palma. Se evalúo su producción empleando catalizadores heterogéneos ácidos del tipo resinas de poliestireno sulfonadas (Amberlyst 15, Dowex 50X2) y homogéneos (ácido sulfúrico y p-toluensulfónico). Se analizó el efecto del cetal en las propiedades de flujo a baja temperatura al mezclarse en diferentes proporciones con el biodiesel, evaluando el punto de nube y el punto de fluidez a cada mezcla. Mediante calorimetría diferencial de barrido se evaluó los puntos de cristalización de las mezclas del aditivo con el biodiesel y se comparó con el correspondiente para el biodiesel puro. Se encontró que con el empleo de catalizadores heterogéneos se pueden obtener conversiones por encima del 90% y la adición de los cetales al biodiesel puede lograr disminuciones de hasta 6ºC en el punto de nube y fluidez. También, los termogramas de enfriamiento mostraron una disminución efectiva en las temperaturas de cristalización.