“El Biodiesel y su combustión” Informe de Investigación

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Cabe destacar que también se puede obtener a partir de composiciones similares a la de los aceites vegetales como las algas, hongos, bacterias y micro algas.

Por lo general la mayor cantidad de biodiesel producido mundialmente proviene del aceite de colza proveniente de Europa y Canadá, aceite de soya proveniente de Estados Unidos y aceite de palma proveniente de Colombia.

No obstante hay países en donde la materia prima para la producción de biodiesel es principalmente grasas de animales, la causa se debe al elevado costo que se tiene al trabajar con aceites vegetales los cuales reflejan alrededor de un 85% de costos de producción, sin embargo las grasas animales son muy viscosas y generalmente solidas a temperatura ambiente debido a que contienen ácidos grasos saturados en grandes cantidades, como consecuencia se puede producir una combustión incompleta.

Procesos de producción del Biodiesel:

- Pirolisis:

La pirolisis es la conversión de una sustancia orgánica (biomasa) en otra por medio de calor y en ausencia de oxígeno, en algunos casos se utiliza calor con ayuda de un catalizador.

En la producción de biodiesel por medio de la pirolisis la materia prima más utilizada es el aceite vegetal y grasas animales. Se utilizan reacciones de craqueo térmico, esta representa una tecnología promisoria para la producción de biodiesel en donde los productos obtenidos durante el tratamiento térmico son químicamente similares a los combustibles derivados del petróleo.

En el proceso la pirolisis de los triglicéridos puede tomar diferentes rutas para su desarrollo, entre ellas hay tanto procesos catalíticos como analíticos, este medio resulta complejo debido a las variadas estructuras presentes y la multiplicidad de las posibles reacciones que pueden ocurrir entre la mezcla de triglicéridos.

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Procesos de producción del Biodiesel:

- Micro emulsión:

Este método constituye como una gran solución para resolver el problema de la lata viscosidad del aceite vegetal.

Una Micro emulsión puede ser definida como una dispersión coloidal en equilibrio de micro-estructuras de un fluido, las cuales son ópticamente isotrópicas, con dimensiones que varían en un rango de - y formadas espontáneamente a partir de la mezcla de dos fluidos los cuales son generalmente inmiscibles.[pic 17][pic 18]

Las micro emulsiones están compuestas por tres fases o componentes plenamente identificados, la fase aceitosa, fase acuosa y un tenso activo.

Todas estas micro emulsiones obtenidas a partir del butanol, hexanol y octanol pueden cumplir con el límite máximo permisible de viscosidad para motores de tipo diésel.

Sin embargo a pesar de ser un proceso que reduce de manera eficaz la viscosidad de los aceites vegetales se han hecho pruebas a nivel de laboratorio en donde se ha descubierto dificultades como por ejemplo obstrucciones en las boquillas de del sistema de inyección debido a adherencia irregular de sedimentos, la más perjudicial es la formación de depósitos de carbono, esta última como consecuencia de una combustión incompleta.

Procesos de producción del Biodiesel:

- Transesterificación como un proceso discontinuo:

Es el método más utilizado comercialmente por parte de las industrias y depende de qué materia prima se utilice con el fin de tener menores costos de producción.

Este proceso se basa en la reacción de moléculas de triglicéridos (nº de átomos de las cadenas comprendidos entre y ) con alcoholes de bajo peso molecular (metanol, propanol, etanol, butanol) con el fin de producir éster y glicerol.[pic 19][pic 20]

Lo esperado del proceso es que el éster logre separarse del glicerol con el fin de obtener un combustible con las características adecuadas para un motor diésel, además el glicerol o glicerina que se formó en el proceso puede considerarse como un subproducto muy valioso ya que si se logra refinar a un grado farmacológico puede llegar a cubrir los costos operativos de una planta productora.

El proceso en si comprende distintas fases, el Triglicérido es convertido en Diglicérido, luego este a Monoglicérido para finalmente formar un metil éster más apropiado y glicerol.

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Procesos de producción del Biodiesel:

- Transesterificación como un proceso discontinuo:

La reacción requiere de un catalizador para aumentar la velocidad de reacción y mejorar en rendimiento, los catalizadores pueden ser ácidos homogéneos (, , ,), ácidos heterogéneos (Zeolitas, Resinas Sulfónicas, ,), básicos heterogéneos (, ,), básicos homogéneos () o enzimáticos (Lipasas: Candida, Penicillium, Pseudomonas), las industrias optan por utilizar catalizadores básicos homogéneos en especial el del cual se utiliza entre un, y las condiciones de operación más comunes son a temperaturas de .[pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28][pic 29][pic 30][pic 31][pic 32][pic 33][pic 34][pic 35][pic 36]

En el proceso, en un tanque auxiliar, se prepara la solución de metóxido de sodio, a partir del alcohol a utilizar (el agua interfiere en la reacción) e hidróxido de sodio (). No se utiliza alcóxido anhidro pues la reacción de dicha sustancia en agua es muy violenta y tiende a la auto ignición. Esta mezcla fuertemente cáustica es vertida en el reactor principal que contiene los lípidos fundidos, luego se procede a separar el biodiesel y la glicerina formada mediante el uso de centrífugas que permiten remover constantemente los productos de reacción, luego de separar la misma, el éster es lavado para eliminar jabones y otros subproductos de reacción indeseados.[pic 37]

En casos en donde se utilizan catalizadores ácidos el proceso requiere de temperaturas más elevadas y tiempos más largos de reacción, debido a esto algunas plantas de producción optan por utilizar reacciones en dos etapas, con la eliminación del glicerol entre ellas para aumentar el rendimiento, el tiempo suele ser entre minutos a hora. [pic 38][pic 39]

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Procesos de producción del Biodiesel:

- Transesterificación como un proceso continuo:

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