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XXVI CONGRESO INTERAMERICANO
DE INGENIERÍA QUÍMICA
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12-13 y 14 de Noviembre
 

Seguridad de los Procesos


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(Todo sobre la Química y usted)
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APUNTE BIODIESEL

Apuntes recopilados por el Ing. Carlos Mufarrege para el curso de biodiesel.
El Biodiesel, se obtiene a partir del procesamiento de aceites vegetales tanto usados y reciclados como aceites obtenidos de s

Exposición de Paris 1900, Rudolf Diesel presentó el Biodiesel como producto del aceite de maní.

 
BIODIESEL

 

 

El Biodiesel es en la actualidad una de las alternativas más importantes para reemplazar a los combustibles derivados del petróleo .

En función de las futuras posibilidades de su elaboración y empleo en nuestro país es importante informar a los próximos usuarios sus cualidades técnicas y calidad, si pretendemos ligarnos al colectivo del desarrollo sustentable.

Garantizaremos así a los consumidores aquellos conocimientos que deben tener para preservar sus derechos, preocupaciones y ejercer el cuidado del medio ambiente junto a la comunidad.

Este escrito es una recopilación de conceptos, opiniones de muchos expertos que trabajaron para optimizar el desarrollo y producción del Biodiesel, el lector también puede aportar sus opiniones escribiéndonos, las que serán integradas para su lectura posteriormente en esta publicación. Lograremos de esta forma y con una buena comunicación la aspiración que siempre queda cuando proyectamos alguna tarea: aportar para el aprendizaje contínuo de la misma.

Esta idea surge en apoyo la Asociación de Ingenieros Químicos de Rosario, entidad que funciona en Laprida 935 de la ciudad de Rosario y que este año 2007, va a conmemorar el Día del Ingeniero Químico con una conferencia relacionada a la importancia que está alcanzando el Biodiesel en este medio industrial. Conferencia a cargo del Dr en IngQca Carlos Querini, "Biodiesel, Producción y Control de Calidad. Impacto en los motores".

 

Carlos Mufarrege

Cronología del Biodiesel

Año

Antecedente Destacable.

1900

Presentación del aceite de maní como biocombustible en la Exposición Internacional de París.

1912

Rudolph Diesel sugiere el uso de los aceites vegetales como combustibles alternativos.

1937

G. Chavanne patenta en Bélgica el uso de esteres de aceites vegetables para uso como combustibles.

1947

Chang y Wan informan el uso de aceite de tung en motores en China.

1984

En Australia Bio.Energy ofrece equipamientos para producir Biodiesel.

1997

En la "Conferencia de Comercialización de Biodiesel" se establecen las cualidades de calidad del biodiesel.

1999

Se registra que la producción de Biodiesel es superior a 500000 galones en EU.

2000

La producción de Biodiesel es mayor a 2 millones de galones.

2002

La ASTM aprueba las norma estandar D-6751 para el Biodiesel

2006

En EU la capacidad instalada de Biodiesel es superior a 2 millones de galones.

 

 

 

Definición y Especificaciones

 

Es un biocarburante, combustible renovable, compuesto químicamente por esteres metílicos o etílicos de ácidos grasos, se obtiene a partir de aceites vegetales y/o grasas animales.

Sus propiedades son prácticamente las mismas que las del Diesel común.

La ASTM lo describe como ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivado de lípidos renovables tales como aceites vegetales y ácidos grasos.

El Biodiesel, se obtiene a partir del procesamiento de aceites vegetales tanto usados y reciclados como aceites obtenidos de semillas oleaginosas de cultivos energéticos como girasol, colza, soja.

Mezclado con diesel normal genera unas mezclas que se pueden usar en todos los motores diesel sin modificarlos de los motores, obteniendo rendimientos muy similares con una menor contaminación.

Cuando los esteres que componen el biodiesel son derivados metílicos se acostumbra a denominarlos FAME (Fatty acid methyl ester)

Biocombustibles obtenidos a partir del Biodiesel:

EL Biodiesel ofrece diversas posibilidades de mezclas para la obtención de biocombustibles con los siguientes nombres y propiedades:

B5: Biodiesel en experimentación en Argentina, 95 % Diesel común y 5 % de Biodiesel.

B20: Significa una mezcla del 20% de Biodiesel y el 80% de diesel común. El B20 es la mezcla de biocombustible de Biodiesel mas utilizada en EEUU y en otros paises se comercializa con amplia aceptación tanto el B20 como el B100 .

B100: Es biodiesel al 100% sin mezcla alguna con diesel. Es un producto ecológico con altas reducciones de emisiones nocivas a la atmósfera. Su única dificultad es que los motores de vehículos antiguos (anteriores a 1994) es preciso reemplazar los conductos de goma del circuito del combustible por otros de materiales, debido a que el biodiesel ataca a la goma, aunque hay varios estudios que indican que no es necesaria ninguna modificación en los motores.

Otras Mezclas: En la actualidad Europa y otros continentes ofrecen diversas marcas que distribuyen como Biodiesel y son mezclas que se acercan a los estandares internacionales de B20 y B100. En la actualidad se espera una nueva regulación que marque la proporción de las mezclas y que se supone se adapten a los estandares internacionales para que el consumidor conozca exáctamente que Biodiesel esta utilizando en su motor

 

Ecuación química


Proceso de Producción

Introducción
 

Los aceites vegetales pueden obtenerse por procedimientos convencionales a partir de plantas oleaginosas de las que el girasol, soja, palma, entre otras, parecen las más interesantes. Aunque los aceites vegetales se han utilizado en el pasado como combustible, para su utilización en motores precisan, no obstante, de una preparación consistente en un desengomado y filtración previos. Las semillas son prensadas mecánicamente separándose el aceite y la torta, normalmente se somete a las semillas a un calentamiento previo y a la acción de un solvente, con lo que se logran rendimientos de extracción de aceite cercanos al 100 %. La torta que se obtiene como residuo del prensado tiene un alto contenido de proteína y se comercializa para la alimentación animal ayudando a disminuir los costos del proceso de extracción.

 

Los aceites vegetales sin modificar causan diversos problemas que obligan a la modificación de los motores, para evitarlos se recurre a transformarlos químicamente mediante un proceso de Transesterificación capaz de mejorar substancialmente las características como carburante de los aceites vegetales.

 

La obtención del BIODIESEL se basa en la reacción con metanol o etanol (Transesterificación) de las moléculas de triglicéridos para producir ésteres. De esta manera se consigue que las moléculas grandes y ramificadas iniciales, de elevada viscosidad y alta proporción de carbono se transformen en otras de cadena lineal, pequeñas, con menor viscosidad y porcentaje de carbono y, como ya se ha dicho, de características físico-químicas y energéticas más similares al gasoil de automoción.

 

La reacción que produce el éster es la siguiente:

 

 

El proceso químico es relativamente sencillo, sin embargo para producir un biodiesel de calidad deben optimizarse las variables del proceso, tales como el exceso de metanol, la catálisis del mismo, desactivación del catalizador, agitación, temperatura y, en general, todas las variables del proceso. La viscosidad del éster es menos de dos veces superior a la del gasoil, frente a las 10-20 veces la del aceite vegetal crudo. La composición del Biodiesel deriva de las características químicas de los aceites utilizados.

 

 

Proceso Discontinuo

 

Los reactores utilizados son presurizados, con calefacción eléctrica, y utilizan tecnología de agitado / mezclado de alta velocidad. Están dotados de aislamiento de poliuretano expandido, y regulación automática de presión y temperatura de proceso.

 

Esta planta no generan efluentes. Están venteadas para evacuar los vapores de alcohol que pudieran generarse durante el llenado. El venteo se utiliza igualmente para el recupero opcional del excedente de alcohol.

 

Componentes e instrumentación

 

El circuito de llenado esta provisto de dos entradas independientes que se conectan a la provisión de alcohol y aceite, y de una electroválvula que se comanda desde el tablero.

 

El nivel de llenado es controlado visualmente. El concentrado de álcali/alcohol se introduce por una boca independiente, lo que permite el prefiltrado del mismo.

 

La temperatura de reacción se regula desde el tablero; para ello se proveen un termóstato y un termómetro análogo para control. Los controles de temperatura son de tipo capilar, lo que asegura la confiabilidad de los mismos.

 

La presión de reacción se fija mediante un regulador incorporado en el circuito de aire comprimido. Se incluye un manómetro análogo para control, y válvula de seguridad.

 

Operación

 

Se incorpora el alcohol, y se inicia la agitación / mezclado. A continuación se vierte el concentrado álcali/alcohol. Finalmente se incorpora el aceite. Se cierra el venteo y se presuriza la planta al mismo tiempo que se habilita el circuito de calefacción.

 

Cuando se completa el agitado / mezclado, se desactiva el circuito de calefacción, y manteniendo la presión se espera el tiempo necesario para que ocurra la separación por decantación del glicerol y el biodiesel.

 

Se extrae el glicerol aprovechando la presión en el reactor, y a continuación se extrae el biodiesel, que es filtrando a cinco micrones. El biodiesel que así se obtiene esta listo para ser usado o almacenado.

 

Flujograma del Proceso Discontinuo


diagrama de flujo 2

 



Balance de masa

 

El siguiente balance de masa se realiza para una producción de 400L de Biodiesel por día con un rendimiento del 84% en todo el proceso.

  balance

Conclusión

Es obvio, que la necesidad de ir sustituyendo los combustibles fósiles cada día va siendo mas intensa y por ende este tipo de proyectos presentan numerosas ventajas ambientales, y haciendo un estudio de factibilidad económica y financiera, también presentaría interesantes ventajas que desde luego para nuestros fines se escapan de nuestro contexto.

La disponibilidad de materia prima es desde ya una ventaja importante, otro punto interesante es que no somos un país con fuente de petróleo crudo y por ende dependemos 100% de las importaciones del mismo crudo así como de sus derivados, lo cual significa que si podemos producir nuestro propio combustible con nuestra materia prima representaría un interesante aporte a la economía frágil de nuestro país.


REFERENCIAS

Ing. Qco Carlos Mufarrege

Sarmiento 723    8 ° P "A" - (2000) Rosario

0341-4256275    -       iqmufarrege@fibertel.com.ar

 Rosario, viernes 29 de junio de 2007


 




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En este portal se puede consultar el archivo con notas seleccionadas de distintos temas de interes del sector


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