Proyecto

ACEITE DE COCINA COMO ALTERNATIVA PARA LA OBTENCION DE BIODIESEL




PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Para la fabricación de BIODIESEL es necesario considerar detenidamente las variables, los ingredientes a utilizar, para obtener los mejores resultados. Estos son:
(para 1 litro de aceite)
• Aceite vegetal
• Soda cáustica (hidróxido de sodio)
• Metanol (alcohol metílico )
• Recipientes metálicos de diferentes tamaños
• Cocina o algo donde se pueda calentar el aceite
• Balanza digital (ya que los pesos deben ser exactos)


1. Los aceites vegetales
Acondicionarlos para obtener los mejores resultados. Lavarlos (eliminación de impurezas y ácidos grasos libres). Climatizarlos (para evitar cristales a bajas temperaturas). Desecarlos (elimine la humedad, agua)

1.1. Lavado
Ácidos grasos libres en el aceite vegetal: Si el aceite escogido tiene un grado muy alto de ácidos grasos libres, puede causar problemas en la separación del biodiesel y la glicerina formada en la reacción (transesterificacion).
Estos ácidos grasos libres forman jabón con el metóxido de sodio que se tendrá que adicionar, emulsionando la grasa y la glicerina formada, obteniendo una masa gelatinosa sin fases posibles de separación. Así, que es necesario asegurarse que no tenga acidez libre, esto se puede lograr de la siguiente manera:
Antes de iniciar el proceso, lavar el aceite con agua cáustica. Para un litro de aceite vegetal liquido adicionar 200 mililitros de solución cáustica. La solución cáustica es: 25 gramos de soda cáustica en escamas disueltos en 200 mililitros de agua.
El aceite vegetal y la solución cáustica se ponen en contacto, se calientan y agitan levemente y se deja reposar por 24 horas. Esto hará que los ácidos grasos libres reaccionen con la soda cáustica formando jabón, que ira al fondo del recipiente.
Esta solución jabonosa la drena del fondo, podrá ser utilizada para lavar equipos, pisos, etc. y el aceite flotante quedara sin ácidos grasos libres.
Por supuesto, con análisis químicos se puede definir técnicamente la acidez libre y neutralizarla exactamente. Pero en este proceso la elaboración es artesanal.

1.2. Climatización del aceite vegetal
Es necesario tomar en consideración, que el biodiesel, deberá mantenerse fluido, sin pequeñas partículas sólidas (cristales), o gelatinoso, en temperaturas ambientales bajas, porque de lo contrario obstruirá el filtro del combustible.
Esto también pasa con el diesel, al cual le adicionan anticongelantes para evitarlo. Por lo que es necesario escoger bien el aceite vegetal a utilizar, ó adicionarle aditivos que evitan la formación de cristales.
Si ponemos como parámetro de temperatura, para nuestra región, centígrados. Deberíamos considerar un aceite vegetal winterizado, climatizado, para que a esa temperatura permanezca fluido, sin cristales que lo opaquen, o bien adicionarle un aditivo que lo evite: EVA (ethylene vynil acetate), éteres de glicoles.
O bien puede ser climatizado: calentar el aceite, luego colocar el aceite a la temperatura de 5 grados centígrados, por unas 24 horas, se observará dos fases, la parte baja, son los cristales que a esa temperatura son sólidos (grasas saturadas) y en la parte superior quedarán los aceites líquidos (grasas insaturadas), que son los que se utilizarán para elaborar el biodiesel. La parte sólida la puede utilizar como grasa lubricante.
Otra forma de evitar cristales o incremento de la viscosidad en el Biodiesel en bajas temperaturas ambientales es combinar, al final de la producción, Diesel y Biodiesel, aprovechando las características del combustible diesel que se encuentra en el mercado.
Sugiero una mezcla del 20 % de biodiesel y 80 % de diesel (B20) para empezar el ensayo en donde lo vaya a utilizar y luego ir subiendo el contenido de biodiesel a conveniencia, hasta llegar al 100 % de biodiesel (B100).


1.3. Desecado - Agua en aceite vegetal
Para comprobar la existencia de agua, colocar el aceite en un frasco de vidrio. Debe estar completamente cristalino. Si se ve algo opaco, translucido, es porque posee agua.
Es necesario evitar que el aceite pueda contener agua en solución, ya que habrá problemas en la separación del biodiesel y en la calidad del mismo. Para eliminar el agua, sencillamente se calienta el aceite a unos 70 a 80 grados centígrados por varias horas.

2. Metoxido de sodio
Este es el ingrediente que reaccionará químicamente con el aceite
vegetal para producir el Biodiesel. Para prepararlo se necesita (paso 3.4):
• Metanol (alcohol metílico)
• Hidróxido de sodio en escamas (soda cáustica, 96% pureza)

2.1 Pesar 3.5 gramos de soda cáustica en escamas, 96% de
pureza.
2.2 En otro recipiente limpio y seco, colocar 200 centímetros cúbicos de Metanol.
2.3 Mezclar la soda cáustica con el metanol hasta disolverla. Se observará que la temperatura sube en algunos grados. Mezclar con una espátula hasta lograr la solución completa de la soda cáustica. Esta solución es venenosa y dañina para la piel. Deben tomarse las precauciones del caso (guantes de hule, anteojos, etc.).

Puede utilizarse también Etanol (alcohol etílico) pero se necesita experiencia en Ing. Química para llevar a cabo el proceso. Así que en este caso es mejor utilizar metanol.
El metanol es venenoso y hay que tener cuidado de aspirarlo. El metanol y el hidróxido de sodio, son materiales que absorben el agua ambiental con mucha facilidad, así que esta operación debe llevarse a cabo lo más rápido posible, ya que el agua es un enemigo para este proceso.


3. Proceso de elaboración del BIODIESEL
Para un (1) litro de aceite vegetal. Si se desea elaborar una cantidad mayor, simplemente deben multiplicarse las cantidades aquí indicadas por el número de litros que se desea producir. Usar recipientes de acero inoxidable.
3.1. Calentar un (1) litro del aceite vegetal que se acondicionó
anteriormente. Puede hacerse en un recipiente de acero inoxidable. Elevar la temperatura a unos 50 grados centígrados.
3.2. Adicionar sobre el aceite vegetal la solución de metoxido de sodio, poco a poco, mezclar con una espátula por unos quince minutos. Al inicio es viscoso y luego menos viscoso.
3.3. Dejar reposar el producto, si todo fue bien, en cosa de 30 minutos se observaran dos fases; en la parte superior una fase liquida y dorada (biodiesel) y en la parte inferior una parte café (glicerina y jabón).
3.4. Dejarlo reposar por 24 horas, sifonear la parte superior que es el biodiesel. La parte inferior es la glicerina y el alcohol en exceso.
En el procedimiento observado por mí en la empresa “Biocombustibles Perú” pude apreciar que el proceso puede ser riesgoso si no se toman las medidas necesarias ya que el metóxido de sodio es extremadamente irritante (incluso a cierta distancia). En el proceso industrial se usan envases más grandes que los encontrados en la descripción de arriba. Los instrumentos usados en la elaboración industrial se basan en los mismos fundamentos, solo que lo realizan de manera automática y mas tecnificada.


De esta forma se ha obtenido "BIODIESEL" de una forma artesanal. Como puede observarse es sumamente sencillo, pero para utilizarlo formalmente en vehículos, es recomendable implementar controles de calidad, para hacer cumplir el producto con las normas internacionales de calidad de combustibles. Además, es necesario cambiar ciertas mangueras plásticas ó caucho del vehiculo, empaques, sellos, diafragmas, etc., pues el biodiesel podría dañarlas. El poder limpiador del biodiesel puede arrastrar suciedad existente en el sistema de diesel causando problemas en la ignición del vehiculo.
A nivel industrial puede recuperarse el metanol que se encuentra en esta fase por destilación, además, refinar la glicerina, que tiene muy buena demanda por sus múltiples usos. O bien venderla tal cual, a alguna industria jabonera, de cosméticos, etc.
Pero hay una serie de usos que aceptan la calidad obtenida sin mayores parámetros de calidad química, así por ejemplo: lavado de piezas de equipos, lubricante industrial excelente (afloja piezas, limpiador, protector, etc), combustible para el quemador de calderas y otros. Algunas características comparativas entre diesel y biodiesel son las siguientes:
BIODIESEL DIESEL
Poder calorífico inferior (kcal/kg.) aprox. 9,000 10,000
Punto de inflamación oC 120 - 170 60 - 80
Numero de cetanos 48 - 60 46
Relación aire/combustible 13 - 14 15
El costo de la producción del BIODIESEL, dependiendo del aceite vegetal que se utilice:
Aceite vegetal virgen (AVV) o aceite vegetal usado (AVU), debería encontrarse entre los US $2.50 a US $1.50 por galón.