EL BIODIESEL
TANIA LILIANA MOLINA HUERTAS
UNIVERSIDAD DEL TOLIMA FACULDAD DE CIENCIAS AGRONOMICAS PROGARMA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL IBAGUE 2010
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EL BIODIESEL
TANIA LILIANA MOLINA HUERTAS
PRESENTADO A: LEONARDO MAURICIO RODRIGUEZ LOZANO Profesor de la asignatura introducci贸n a la ingenier铆a agroindustrial
UNIVERSIDAD DEL TOLIMA FACULTAD DE CIENCIAS AGRONOMICAS PROGRAMA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL IBAUE, TOLIMA 2010
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TABLA DE CONTENIDO Pág 1. INTRODUCCIÓN
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2. JUSTIFICACIÓN
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3. OBJETIVOS
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4. BIODIESEL
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5. HISTORIA DEL BIODIESEL
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6. APLICACIONES DEL BIODIESEL
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7. CARACTERÍSTICAS DEL BIODIESEL
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8. MATERIAS PRIMAS DEL BIODIESEL
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9. PRODUCCIÓN DEL BIODIESEL
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10. BIBLIOGRAFIA
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1. INTRODUCCIÓN El Biodiesel es un combustible líquido que no contiene azufre, aromatizantes ni benceno, no es tóxico y es biodegradable. Se puede obtener a partir de las grasas vegetales o animales. Es un producto alternativo que se puede utilizar en cualquier motor diesel como en camiones, buses y automóviles ya que aumenta la eficiencia del motor sin requerir ninguna modificación, se puede almacenar en donde el diesel fósil se guardaba. Se utiliza puro o mezclado en cualquier proporción con el diesel del petróleo. Es un combustible que tiene un punto de inflamación relativamente alto (150°C) que le hace menos volátil y más seguro de transportar, no es toxico para la salud humana, los seres vivos, y no contamina el ambiente El biodiesel es biodegradable en el agua tan rápido como el azúcar, lo cual lo convierte un combustible muy efectivo para las embarcaciones acuáticas; no es tóxico si se produce una ingesta del producto en los peces o mamíferos, por ejemplo la sal es diez veces más tóxico que el biodiesel. No es peligroso para el medio ambiente, reduce el calentamiento global ya que emite menos cantidad de CO2 además de propiciar un aumento en la calidad del aire en zonas urbanas. Es un combustible oxigenado por eso tiene una combustión más completa que el diesel, produce menos olores nocivos y humo visible. Por lo tanto la producción de biodiesel es una ventaja que aumenta el desarrollo agroindustrial ya que está más orientada en el cultivo de productos energéticos como el trigo, la soja, la palma, caña de azúcar, girasol, entre otros y surge el mejoramiento en el aumento del empleo y genera un rédito en el sector agrícola.
2. JUSTIFICACION Es importante que las personas conozcan las capacidades del biodiesel como una alternativa al diesel fósil, combustible
derivado del petróleo y por lo tanto no
renovable, debido a que el mismo por su producción a base de plantas
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oleaginosas (con contenidos grasos) se convierte en un recurso renovable y casi ausente de compuestos contaminantes. También se convierte en un factor necesario el acercamiento teórico de las técnicas y métodos de producción del biodiesel, con el fin de darlo a conocer entre consumidores de diesel fósil, y productores de este último. Cabe aclarar que la finalidad del conocimiento acerca de la producción de biodiesel, tanto como el acercamiento del producto al público puede beneficiar de gran manera a los consumidores y productores rurales debido a que tendrán mayor demanda para plantas usables como materia prima y reducirán sus costos y emisiones contaminantes al tener acceso a un combustible relativamente libre de compuestos contaminantes como el azufre, los compuestos aromáticos, y el benceno. Lo cual convierte a este tipo de producción en un proyecto importante para el desarrollo de los productores agroindustriales, ya que puede hacerlos más eficientes, productivos y menos nocivos para el ambiente, además de ser la misma producción de biodiesel un gran proyecto agroindustrial.
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3. OBJETIVOS GENERAL •
Exponer y publicar el proceso de producción del biodiesel, su origen y sus beneficios y aplicaciones en el sector agroindustrial, junto con sus materias primas principales.
ESPECIFICOS •
Identificar el biodiesel junto con sus beneficios, su origen y sus aplicaciones
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Exponer las materias primas usadas para la producción de biodiesel.
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Presentar los pasos y características del proceso de producción del biodiesel
•
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4. BIODIESEL El Biodiesel es un combustible renovable que se obtiene a partir de aceites vegetales o grasas animales, como la soja, la palmera, colza, etc. se obtiene mediante el proceso de transesterificación de triglicéridos (aceite). El término "bio" se refiere a su naturaleza biológica y renovable, y "diesel" se refiere a su uso en motores de este tipo. El biodiesel posee las mismas propiedades del combustible diesel empleado por automóviles, camiones, buses y demás medios de transporte. Y puede ser usado en cualquier motor diesel de forma pura o mezclado con el diesel fósil, no es necesario efectuar ninguna modificación en los motores para poder emplear este combustible. Este producto es demasiado necesario debido a que es un combustible que no es nocivo para la salud humana, para la vegetación, los animales vivos y no daña los monumentos o edificios, además de contar con un transporte más seguro y fácil pues es biodegradable y posee un punto de inflamación de 150 °C a comparación del diesel que es de 64 °C.
5. HISTORIA DE BIODIESEL Los primeros años de biodiesel de fueron en 1853 con E. Duffy y J. Patrick 's quienes desarrollaron la idea de someter a los aceites vegetales a un proceso de transesterificación. Este proceso permitió a los científicos obtener una sustancia que hoy conocemos como el biodiesel. Sin embargo, el biodiesel que se produce
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no encontraría una aplicación sólida y un uso hasta la invención de un motor diesel completamente de trabajo. Esto se puede atribuir a Rudolf Diesel, que inventó el motor diesel. Diesel demostró la capacidad y el potencial de su motor diesel en el año 1900 en Augsburgo, Alemania. Feria en la que uso por primera vez su motor simple que usaba el biocombustible a base de aceite de maní que Patrick y Duffy habían elaborado en lugar de diesel fósil, desde este momento, el motor Diesel allanó el camino para el uso del biodiesel en la industria automotriz.
6. APLICACIONES DEL BIODIESEL El biodiesel puede ser utilizado directamente en los automóviles con motores de diesel fósil si se utiliza junto con diesel fósil para formar mezclas. El uso efectivo de tales mezclas no requiere modificaciones en el motor o en el vehículo. Con el fin de facilitar la comercialización y el uso de estas mezclas, el biodiesel se clasifico en diferentes categorías que son designadas por en porcentaje de biodiesel en las mezclas disponibles para la compra. Las combinaciones más comunes son el "B100", que significa 100 por ciento de biodiesel, y "B20", que denota una mezcla de 20 por ciento de biodiesel y el 80 por ciento de diesel fósil.
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7. CARACTERÍSTICAS DEL BIODIESEL Dentro de las principales características del biodiesel están: •
Es un combustible ecológico de origen renovable y respetuoso con el medio ambiente
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Es seguro, fácil para transportarlo y almacenarlo.
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Es biodegradable como el azúcar, es diez veces menos tóxico que la sal de cocina y tiene un punto de inflamación aproximadamente de 150 °C, mucho mayor que el diesel pues su punto de inflamación es 64 °C.
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El uso del biodiesel reduce aproximadamente en 80% las emisiones del anhídrido carbónico y un 100% las de dióxido de azufre.
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La combustión del biodiesel disminuye en 90% la cantidad de hidrocarburos totales no quemados y entre el 75%- 90% en los hidrocarburos aromáticos. Contiene 11% de oxígeno en peso y no contiene azufre.
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El uso de biodiesel puede extender la vida de los motores por que posee mejor calidad lubricante que el diesel.
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Los derrames de este combustible en las aguas de ríos y mares son menos contaminantes que otros combustibles.
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8. MATERIAS PRIMAS DEL BIODIESEL Se puede decir que la producción de biodiesel proviene en su mayoría de los aceites extraídos de plantas oleaginosas, especialmente girasol, soja y colza. Sin embargo, cualquier materia que contenga triglicéridos puede utilizarse para la producción de biodiesel (girasol, colza, soja, aceites de fritura usado, sebo de vaca, grasa de pollo y de pescado, etc.). A continuación se detallan las principales materias primas para la elaboración de biodiesel: Aceites vegetales convencionales · Aceite de girasol · Aceite de colza · Aceite de soja · Aceite de coco · Aceite de palma Aceites vegetales alternativos · Aceite de Brassica carinata · Aceite de Cynara curdunculus · Aceite de Camelina sativa · Aceite de Crambe abyssinica · Aceite de Pogianus · Aceite de Jatropha curcas Grasas animales · Sebo de vaca · Sebo de búfalo
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· Grasa de pollo · Grasa de pescado 9. PRODUCCIÒN DE BIODIESEL La producción del biodiesel es bien conocida y citada extensamente en la literatura y a través de diversos medios informativos. Básicamente se elabora mediante la transesterificación de grasas y aceites con alcohol metílico en ambiente básico. Los catalizadores a emplear pueden ser soda cáustica o metilato sódico, ambos en solución metanólica. Esta es la vía actualmente empleada para producirlo, ya que es la más económica, ofreciendo entre otras las siguientes ventajas: •
Elevada conversión (98%) con pocas reacciones secundarias y reducido tiempo de reacción.
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Conversión directa a Ester metílico sin pasos intermedios.
•
Materiales de construcción estándar
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El procedimiento que se desarrolla en el artículo consultado, describe su producción mediante el proceso continuo, el cual a diferencia de otros procesos comerciales existentes en el mercado se caracteriza por que el equipamiento de la planta es de fácil obtención y/o construcción en países con capacidad para producir calderería, sin necesidad de tener que recurrir a equipos costosos, que requieren además mantenimiento especializado,
y
los
materiales
para
su
construcción poseen reducidos costos relativos. El proceso batch puede ser conveniente en función de la escala productiva y de la calidad de la materia prima a tratar. En el mismo la reacción y la destilación del metanol en exceso son del tipo batch, mientras a partir de la decantación es continuo. Para dejar una imagen más clara del proceso se definirán los pasos que conlleva y en qué consiste cada paso: ESTERIFICACION Se denomina esterificación al proceso por el cual se sintetiza un éster. Un éster es un compuesto derivado formalmente de la reacción química entre un ácido carboxílico y un alcohol. Comúnmente cuando se habla de ésteres se hace alusión a los ésteres de ácidos carboxílicos, substancias cuya estructura es R-COOR', donde R y R' son grupos alquilo. Sin embargo, se pueden formar en principio ésteres de prácticamente todos los oxácidos inorgánicos. Por ejemplo los ésteres carbónicos derivan del ácido carbónico y los ésteres fosfóricos, de gran importancia en Bioquímica, derivan del ácido fosfórico. TRANSESTERIFICACION Durante la transesterificación los ácidos grasos se separan de la glicerina, y el
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metanol se une a ellos formando metilésteres ó etilésteres (si se utiliza etanol). El hidróxido de sodio estabiliza la glicerina. NEUTRALIZACION Neutralización de los ácidos grasos libres (FFA) con solución de hidróxido sódico, seguida de la eliminación por centrifugado de los jabones y de los fosfolípidos hidratados. DESTILACION DEL METANOL En esta fase del proceso el metanol usado para la reacción de transesterificación es destilado para su posterior reutilización, y el biodiesel se prepara para ser decantado y lavado. DECANTACION Durante este proceso se deja reposar y enfriar la mezcla, como mínimo, ocho horas. La glicerina forma una masa gelatinosa y más oscura en el fondo y los metilésteres (biodiesel) flotan encima. Otra alternativa consiste en dejar que la mezcla repose al menos durante una hora después de la reacción, manteniendo la temperatura por encima de 38º C (100º F). De esta forma la glicerina se mantiene semilíquida (solidifica por debajo de 38º C) y se hunde antes. Después hay que decantar el biodiesel con cuidado. Se pueden separar la glicerina y el biodiesel por un agujero del fondo del reactor a través de un tubo transparente. La glicerina semilíquida es de color marrón oscuro; el biodiesel es del color de la miel. Primero saldrá la glicerina y cuando empiece a salir biodiesel se cambia la salida del tubo a otro recipiente. Si cae algo de biodiesel en el recipiente de la glicerina es fácil recuperarlo cuando la glicerina se espesa. Si la glicerina se solidifica antes de separarla del biodiesel, se puede calentar nuevamente para licuarla, pero evitar agitarla para que no se vuelva a mezclar con el biodiesel. Glicerina La glicerina procedente del aceite usado en la cocina es marrón y permanece sólida aproximadamente por debajo de 38º C (100º F). La glicerina del aceite nuevo suele mantenerse líquida a temperaturas menores de 38º C. La glicerina se puede separar del metanol utilizando un método para evaporarlo. Calentando hasta 66º C (150º F) – el metanol se evapora a 64,7º C (148,5º F)-. Con este método se puede reutilizarlo haciendo que pase a través de un condensador para que se vuelva nuevamente líquido. Lo que queda después de la transesterificación no es sólo glicerina, sino una mezcla de glicerina pura, metanol y cera. Estas tres sustancias pueden separarse por destilación, pero es difícil porque para evaporar la glicerina hace falta mucho
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calor. La glicerina pura tiene muchas aplicaciones: medicamentos, tintes, cremas, etc. La glicerina procedente de la transesterificación es un estupendo desengrasante industrial. Una manera de purificarla es calentarla para que se evapore el metanol, haciéndola segura para el contacto con la piel. Cuando se enfría, las impurezas se hunden hasta el fondo y queda de un color marrón oscuro más uniforme. Añadiendo agua queda del color de la canela, más diluida, y es más fácil para utilizarla como jabón desengrasante para las manos. Restos de jabón Mezclado con el biodiésel también hay jabón. Cuando el metanol se une a los ácidos grasos se forma agua. El aceite también puede contener agua. El jabón se forma porque el ion Na+ del hidróxido de sodio (NaOH) reacciona con los ácidos grasos en presencia de agua.
10. BIBLIOGRAFIA http://www.corpoica.org.co/SitioWeb/Documento/JatrophaContrataciones/CURSOBIODIESEL.pdf CONSULTADO EL DÍA 12/06/2012 a las 4:57 pm http://es.wikipedia.org/wiki/Biodi%C3%A9sel CONSULTADO EL DÍA 12/062012 a las 5:07 pm http://www.colbio.com/biodiesel/ CONSULTADO EL DÍA 12/06/2012 a las 6:30 pm NORMA UTILIZADA: ICONTEC
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