Browsing by Author "Castillo Vergara, Benson Neil"

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    Aprovechamiento de los desechos de aceites vegetales generados por el comedor universitario de la U.N.T. para la producción de biodiesel
    (Universidad Nacional de Trujillo, 2017) Castillo Vergara, Benson Neil; Moreno Eustaquio, Walter
    Los problemas principales de contaminación ambiental se dan principalmente en el aire y agua. En el aire, las emisiones industriales y de vehículos han incrementado la concentración de gases y partículas contaminantes en la atmósfera; por otro lado, la degradación de las aguas se origina por el vertido de contaminantes entre ellos, los aceites que generalmente provienen de efluentes industriales y de los desagües domésticos, como es el caso de los aceites vegetales usados. En la UNT estos dos problemas ambientales son causados por el vertido al desagüe de 13.8 kg semanales de aceite vegetal usado. A fin de buscar una solución, se planteó aprovechar estos aceites desechados del comedor universitario para la elaboración un combustible limpio que pueda reemplazar al diésel. El biodiesel proviene de la transesterificación de aceites vegetales, en donde los ácidos grasos que conforman los triglicéridos (en presencia de un catalizador KOH o NaOH y altas temperaturas) reaccionan con un alcohol (metanol) para producir metilésteres y liberar glicerol. Para obtener estos productos se generan una serie de reacciones intermedias en donde el triglicérido inicial pasa a diglicérido, monoglicérido y finalmente a glicerol, produciendo un metiléster en cada reacción. El producto final generalmente contiene impurezas por lo que es necesario lavarlo para evitar problemas de corrosión y residuos durante su uso en motores diésel. Pese a esto, el uso de biodiesel como aditivo al diésel posee ventajas ambientales pues no genera SO2 durante su combustión y además reduce la emisión de partículas contaminantes al ambiente. Esta investigación se dividió en cinco partes, la primera fue caracterizar e aceite vegetal usado para determinar su índice de acidez; posteriormente a nivel de laboratorio determinar la óptima temperatura de reacción; luego con esta temperatura encontrar el tiempo óptimo de reacción así como el mejor catalizador; y finalmente con los productos obtenidos conocer la calidad del biodiesel evaluando sus propiedades combustibles. Se cuantificó la cantidad de aceite vegetal usado desechado: 13.8 kg/semana. Se realizó un pre-tratamiento al aceite que consistió en la separación de sólidos, secado eliminación de ácidos grasos libres. Para este último, si el aceite usado tenía un índice de acidez (IA) < 1% se debería agregar más catalizador a la reacción; sin embargo si el IA fuera > 1% se realizaría una esterificación ácida. El índice de acidez obtenido fue de 0.6% con lo que se determinaron las cantidades de catalizador a utilizar en los tratamientos: 4.425 g NaOH/L aceite y 10.245 g KOHg KOH/L aceite. Para conocer la temperatura óptima de reacción se realizaron 10 tratamientos a esa de laboratorio según tipo de catalizador y nivel de temperatura (60°C, 50°C, 40°C, 30°C, ambiente). A cada producto se les midieron propiedades como velocidad de caída, rendimiento de producción de biodiesel, rendimiento de producción de glicerol y densidad; se utilizó un arreglo factorial en DCA. Al no contar con una cromatógrafo de gases que pudiera haber determinado exactamente el porcentaje de metilésteres y productos intermedios en el resultado final, se optó por considerar la cantidad producida de glicerol como determinante para la obtención de un mejor producto, debido a que deriva de una mayor conversión de triglicéridos y una menor cantidad de productos intermedios en el biodiesel. Para 60°C no sólo se obtuvo un mejor rendimiento si no también una mayor velocidad de caída. En el reactor de biodiesel se transesterificaron 2 bath de 40 L de aceite a 60°C por cada tipo de catalizador; se tomaron muestras cada quince minutos para determinar el tiempo óptimo y mejor catalizador en la reacción. A los productos resultantes se le midió las mismas propiedades que a escala de laboratorio y se utilizó el mismo criterio de la cantidad de glicerol producido para conocer la mejor producción de biodiesel a nivel de tiempo. Para el caso de NaOH, la mayor producción de glicerol se obtuvo a los 150 minutos de reacción pero con un rendimiento del 12.6%, sin embargo para la reacción catalizada con KOH, el tiempo óptimo fue de 75 minutos y el rendimiento de 14.6%. Este último catalizador por lo tanto logra una mayor transformación de triglicéridos a metilésteres y glicerol. Evaluando los rendimientos de producción de biodiesel respecto al aceite usado original, se obtuvo 96.9% (catalizado con NaOH) y 94.4% (catalizado con KOH). Las propiedades combustibles medidas en el biodiesel producido fueron comparadas con los estándares ASTM 6751-03 (B100) encontrándose que: el punto de inflamación, índice de cetano, porcentaje de cenizas, viscosidad cinemática e índice de acidez, cumplen con la norma técnica; mientras que el porcentaje de agua y sedimentos (para el producido con NaOH), y porcentaje de carbón Conradson (para ambos catalizadores), no cumplen con lo establecido en las normas, por lo que el producto aún contendría impurezas debido a una posible deficiencia en el lavado