Estudio comparativo de los biodiesel, obtenidos a partir de metanol y etanol y su adaptación a escala piloto
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Date
2015
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
El impacto ocasionado en el medio ambiente por el uso de hidrocarburos y combustibles fósiles ha motivado la necesidad de buscar otros tipos de energías sostenibles. El biodiesel representa una de las alternativas más interesantes, al reemplazar parcial o totalmente el combustible fósil diésel.
Los aceites vegetales constituyen la materia prima principal en la producción de biodiesel mediante procesos de transesterificación. En este proceso los triglicéridos reaccionan con un alcohol, en presencia de un catalizador, originando ésteres alquílicos y glicerina.
En el presente trabajo de investigación se ha estudiado la obtención de biodiesel mediante transesterificación de aceites vegetales y de aceites usados, utilizando metanol y etanol como alcoholes, en la presencia de un catalizador y utilizando variadas condiciones experimentales.
Durante la fase de investigación se llevaron a cabo los siguientes estudios:
- La conversión en función de la velocidad de Agitación:
El objetivo principal de este estudio ha sido la obtención de biodiesel estudiando la influencia de la variable agitación sobre el proceso de transesterificación: Se ha observado que la agitación cumple un rol importante en el avance de reacción se hicieron diferentes pruebas para determinar la agitación óptima de proceso. Según los análisis experimentales se llegó a conclusión que para las condiciones trabajadas, la óptima es de 900 RPM.
- La conversión en función de la Temperatura de reacción:
En este estudio se trabaja la variable temperatura, en diferentes mediciones la temperatura inicial de prueba fue de 40 ºC y se determinó la conversión, se realizaron los demás ensayos experimentales y se determinó que la que mejor resultados obteníamos era de 65ºC para el caso de etanol y 60ºC para metanol, teniendo en cuenta que no debíamos sobrepasar la temperatura de ebullición de ambos alcoholes debido a que habría una perdida y no alcanzaríamos una buena conversión.
- La conversión en función de la Relación molar:
En este estudio se trabajó la relación molar alcohol:aceite la cual es una de las variables más importantes que afectan el rendimiento de la reacción. Según su estequiometria, la reacción de transesterificación requiere 3 moles de un alcohol y 1 mol de triglicéridos para dar 3 moles de éster monoalquílico de ácido graso y 1 mol de glicerina. Sin embargo, considerando que la reacción de transesterificación es un equilibrio químico, se puede conseguir un desplazamiento del mismo a la derecha utilizando relaciones metanol:aceite superiores a la estequiométrica. Cuando se utiliza un 100% de exceso de alcohol o 6:1, la reacción transcurre a una alta velocidad llegándose también a altos rendimientos de ésteres metílicos. Existe otro aspecto que es necesario considerar a la hora de fijar la cantidad de alcohol a utilizar, el alcohol no se solubiliza en los triglicéridos en proporciones molares mayores de 3:1, lo que provoca, al principio de la reacción, la existencia de tres fases, en el caso de la utilización de un catalizador sólido
Description
The impact on the environment caused by the use of oil and fossil fuels has led to the need to seek other types of sustainable energy. Biodiesel is one of the most interesting alternative, to partially or fully replace fossil diesel fuel.
Vegetable oils are the main raw material in the production of biodiesel by transesterification processes. In this process the triglycerides react with an alcohol in presence of a catalyst, resulting alkyl esters and glycerin.
In this research we studied the biodiesel by transesterification of vegetable oils and waste oils, using methanol and ethanol as alcohols, in the presence of a catalyst and using various experimental conditions.
During the investigation the following studies were conducted:
- The conversion according to the stirring rate:
The main objective of this study was to obtain biodiesel studying the influence of the agitation variable on the transesterification process it has been observed that the agitation plays an important role in advancing reaction different tests were made to determine the optimal agitation process. According to the experimental analysis came to the conclusion that worked conditions, the optimum is 900 RPM.
- The conversion function of the reaction temperature:
In this study variable working temperature, measurements at different initial test temperature was 40 ° C and the conversion is determined, other experiments were performed and it was determined that the best results we obtained was 65 in the case of ethanol and 60 ° C for methanol, given that we should not exceed the boiling point of both alcohols because there would be lost and would not reach a good conversion.
-The conversion function of the molar ratio:
In this section, the molar ratio worked Alcohol: oil which is one of the most important variables affecting the yield of the reaction. By stoichiometry, the transesterification reaction requires 3 moles of an alcohol and 1 mole of triglyceride to give 3 moles of fatty acid monoalkyl ester and 1 mole of glycerine. However, considering that the transesterification reaction is a chemical equilibrium can achieve displacement thereof using right relationships methanol: oil stoichiometric excess, the reaction proceeds at a high speed also arriving to high yields of methyl esters when a 100% excess of alcohol or 6:1. There is another aspect that must be considered when determining the amount of alcohol use, alcohol does not dissolve in triglycerides in higher molar ratios of 3:1, which causes the beginning of the reaction, the existence of three phases, in the case of using a solid catalyst
Keywords
Aceites usados, Transesterificación, Aceites vegetales, Biodiesel, Tiempo de reacción, Velocidad de agitación, Temperatura de reacción, Relación molar