sábado, 21 de noviembre de 2009
Los catalizadores.
La ventaja de utilizar KOH es que la glicerina que nos queda es mucho menos tóxica que cuando se utiliza NaOH, en este caso, es posible procesar la glicerina para producir un fertilizante artificial.
Otra ventaja de utilizar KOH es que se disuelve mucho mejor en metanol que el NaOH.
Sin embargo, la ventaja del NaOH es que es mucho más fácil de encontrar, y por tanto, más barato. El NaOH es fácil de encontrar ya que normalmente se utiliza como desatascador de cañerías.
Además el NaOH es más fácil de manipular que el KOH.
domingo, 15 de noviembre de 2009
Reacciones de esterificación de ácidos grasos
Bueno pues en esta entrada voy a explicar otra forma de evitar el exceso de ácidos grasos, mediante la reacción de esterificación de ácidos grasos (un ácido graso se une a un alcohol mediante un enlace covalente, formando un éster y liberándose una molécula de agua.), esta se combina con la transesterificación para aprovechar el subproducto de ácidos grasos y producir asimismo biodiésel.
La reacción de esterificación consiste en el calentamiento de una mezcla del alcohol y del ácido correspondiente con ácido sulfúrico, utilizando el reactivo más económico en exceso para aumentar el rendimiento y desplazar el equilibrio hacia la derecha (esterificación de Fischer). El ácido sulfúrico sirve en este caso tanto de catalizador como de sustancia higroscópica que absorbe el agua formada en la reacción. A veces es sustituido por ácido fosfórico concentrado.
Los catalizadores que se utilizan en este tipo de reacción son ácidos o enzimáticos. En el caso de la esterificación, al contrario que en la reacción de transesterificación, al utilizar catalizadores ácidos no es necesario recurrir a trabajar con temperaturas elevadas y tiempos de reacción largos.
martes, 10 de noviembre de 2009
Reacciones implicadas en la transesterificación.
Sin embargo, la utilización de álcalis, implica que los glicéridos y el alcohol deben ser anhidros para evitar que se produzca la saponificación. Además, los triglicéridos deben tener una baja proporción de ácidos grasos libres para evitar que se neutralicen con el catalizador y se formen también jabones.
De esta manera las reacciones secundarias que se pueden dar son las siguientes:
• Reacción de saponificación.
• Reacción de neutralización de Ácidos grasos libres.
Reacción de saponificación.
El triglicérido reacciona con el catalizador básico, consumiendo éste, en presencia de agua dando lugar a la formación de jabones (reacción de saponificación).
La saponificación está favorecida cuando se utiliza el hidróxido potásico o sódico, ya que sus moléculas contienen los grupos OH responsables de esta reacción. Así, cuando se utilizan estos catalizadores, se debe tener especial precaución con las condiciones de reacción, especialmente la temperatura y la cantidad de catalizador básico, para reducir al máximo la saponificación. Sin embargo, los metóxidos sólo contienen el grupo OH como impureza, por lo que su utilización no produce prácticamente jabones por saponificación.
En cualquier caso, se deben utilizar aceites y alcoholes esencialmente anhídros, ya que el agua favorece la formación de jabones por saponificación. Por este motivo, se debe eliminar el agua, mediante evaporación, en los aceites con altos contenidos en humedad antes de llevar a cabo la transesterificación.
Reacción de neutralización de Ácidos grasos libres:
Por otra parte, hay dos maneras de eliminar los ácidos grasos libres presentes en el aceite. Así, se puede proceder a su neutralización, ya que los ácidos grasos presentes en el aceite vegetal pueden reaccionar con el catalizador básico (fundamentalmente NaOH) en presencia de agua, ocurriendo asimismo una reacción indeseable, produciendo como en el caso anterior jabón.
Otra manera de eliminar los ácidos grasos libres es mediante una reacción de esterificación con un catalizador ácido con lo que se formaría el éster metílico.
Reacciones de esterificación de ácidos grasos
El proceso que se utiliza para la producción de biodiésel es la transesterificación, sin embargo la esterificación se viene aplicando combinándolo con la transesterificación de cara a aprovechar el subproducto de ácidos grasos y producir asimismo biodiésel.
Dada la importancia de los ésteres se han desarrollado numerosos procesos para obtenerlos. El más común es el calentamiento de una mezcla del alcohol y del ácido correspondiente con ácido sulfúrico, utilizando el reactivo más económico en exceso para aumentar el rendimiento y desplazar el equilibrio hacia la derecha (esterificación de Fischer). El ácido sulfúrico sirve en este caso tanto de catalizador como de sustancia higroscópica que absorbe el agua formada en la reacción. A veces es sustituido por ácido fosfórico concentrado.
En la práctica este procedimiento tiene varios inconvenientes. El alcohol puede sufrir reacciones de eliminación formando olefinas, esterificación con el propio ácido sulfúrico o de formación del éter, y el ácido orgánico puede sufrir decarboxilación.
Los catalizadores que se utilizan en este tipo de reacción, al contrario que en el proceso de transesterificación que habitualmente son hidróxidos, son ácidos o enzimáticos. En el caso de la esterificación, al contrario que en la reacción de transesterificación, al utilizar catalizadores ácidos no es necesario recurrir a trabajar con temperaturas elevadas y tiempos de reacción largos.
lunes, 9 de noviembre de 2009
Transesterificación
Reacción de neutralización de ácidos grasos.
viernes, 6 de noviembre de 2009
La saponificación, una reacción secundaria.
Los catalizadores de la reacción de transesterificación, suelen ser básicos (NaOH, KOH), y van a reaccionar rápidamente con los ácidos grasos y con los alcoholes para formar jabón, esta reacción se conoce como saponificación.
Se dice que una grasa es saponificable si tiene grupos éster en su molécula. Estos grupos éster reaccionan muy fácilmente con las bases fuertes, y producen la saponificación.
La cantidad de jabón obtenida depende del catalizador que se utilice, se produce mayor grado de saponificación usando como catalizador sosa (NaOH), que es una base más fuerte que la potasa (KOH).
La saponificación es un proceso de hidrólisis en medio básico por el cual se transforma un ácido graso en un alcohol y en la sal correspondiente al ácido carboxílico.
Debido a la facilidad con la que puede ocurrir la saponificación, es importante valorar qué catalizador es más conveniente en cada proceso de elaboración del biodiesel.
jueves, 5 de noviembre de 2009
La saponificación del Biodiesel
Por eso se deben utilizar aceites y alcoholes ligeros, ya que el agua favorece la formación de jabones por saponificacion. Por este motivo se debe eliminar el agua, mediante evaporación, en aceites con altos contenidos en humedad antes de llevar acabo la transesterificación.
Por otra parte, hay dos maneras de eliminar los ácidos grasos libre presentes en el aceite, se puede proceder a su neutralización, ya que los ácidos grasos de los aceites vegetales pueden reaccionar con un catalizador básico en presencia de agua, ocurriendo una reacción que no se desea, la saponificación, tal como se muestra en la siguiente imagen:

miércoles, 4 de noviembre de 2009
Reacciones en el proceso de obteción de Biodiesel.
Las tecnologías existentes, pueden ser combinadas de diferentes maneras variando las condiciones del proceso y la alimentación del mismo. La elección de la tecnología será función de la capacidad deseada de producción, alimentación, calidad y recuperación del alcohol y del catalizador. En general, plantas de menor capacidad y diferente calidad en la alimentación (utilización al mismo tiempo de aceites refinados y reutilizados) suelen utilizar procesos discontinuos. Los procesos continuos, sin embargo, son más idóneos para plantas de mayor capacidad que justifique el mayor número de personal y requieren una alimentación más uniforme.
• Proceso Discontinuo
Es el método más simple para la producción de biodiesel donde se han reportado ratios 4:1 (alcohol:triglicérido). Se trata de reactores con agitación, donde el reactor puede estar sellado o equipado con un condensador de reflujo. Las condiciones de operación más habituales son a temperaturas de 65ºC, aunque rangos de temperaturas desde 25ºC a 85ºC también han sido publicadas. El catalizador más común es el NaOH, aunque también se utiliza el KOH, en rangos del 0,3% al 1,5% (dependiendo que el catalizador utilizado sea KOH o NaOH). Es necesaria una agitación rápida para una correcta mezcla en el reactor del aceite, el catalizador y el alcohol. Hacia el fin de la reacción, la agitación debe ser menor para permitir al glicerol separarse de la fase éster. Se han publicado en la bibliografía resultados entre el 85% y el 94%.
En la transesterificación, cuando se utilizan catalizadores ácidos se requiere temperaturas elevadas y tiempos largos de reacción. Algunas plantas en operación utilizan reacciones en dos etapas, con la eliminación del glicerol entre ellas, para aumentar el rendimiento final hasta porcentajes superiores al 95%. Temperaturas mayores y ratios superiores de alcohol:aceite pueden asimismo aumentar el rendimiento de la reacción. El tiempo de reacción suele ser entre 20 minutos y una hora.
Proceso Continuo
Una variación del proceso discontinuo es la utilización de reactores continuos del tipo tanque agitado, los llamados CSTR del inglés, Continuous Stirred Tank Reactor. Este tipo de reactores puede ser variado en volumen para permitir mayores tiempos de residencia y lograr aumentar los resultados de la reacción. Así, tras la decantación de glicerol en el decantador la reacción en un segundo CSTR es mucho más rápida, con un porcentaje del 98% de producto de reacción. Un elemento esencial en el diseño de los reactores CSTR es asegurarse que la mezcla se realiza convenientemente para que la composición en el reactor sea prácticamente constante. Esto tiene el efecto de aumentar la dispersión del glicerol en la fase éster.
El resultado es que el tiempo requerido para la separación de fases se incrementa. Existen diversos procesos que utilizan la mezcla intensa para favorecer la reacción de esterificación. El reactor que se utiliza en este caso es de tipo tubular. La mezcla de reacción se mueve longitudinalmente por este tipo de reactores, con poca mezcla en la dirección axial. Este tipo de reactor de flujo pistón, Plug Flow Reactor (PFR), se comporta como si fueran pequeños reactores CSTR en serie. El resultado es un sistema en continuo que requiere tiempos de residencia menores (del orden de 6 a 10 minutos) –con el consiguiente ahorro, al ser los reactores menores para la realización de la reacción. Este tipo de reactor puede operar a elevada temperatura y presión para aumentar el porcentaje de conversión.
martes, 3 de noviembre de 2009
Extracción del aceite
El aceite vegetal se puede extraer mecánica o químicamente, y generalmente se usa alguna combinación de ambas técnicas. A continuación se explicara en que consiste la extracción mecánica y química:
- En el método mecánico las semillas y frutos oleaginosos se someten a un proceso de prensado. Los residuos de este prensado se aprovechan como alimento para el ganado, por ser un producto muy rico en proteínas. Finalmente se somete al aceite extraído a otro proceso de refinamiento.Este método mantiene las características organolépticas naturales del aceite.
- El método químico utiliza disolventes químicos que resultan más rápidos y baratos, además de dar mejor rendimiento. El solvente generalmente usado es el Hexano.
Biodiesel a partir solo de grasa animal.
Como medida preventiva contra el alza de los precios de las materias primas vegetales que se usan en la formación del biodiesel, se esta probando la posibilidad de obtenerlo totalmente de grasas animales, mas concretamente de grasa bovina cuyo bajo precio de mercado y escasa demanda lo harían apto para ser empleado como combustible.
El proyecto se encuentra en estado avanzado debido a que ya se lo utiliza en algunos automóviles, aunque falta efectuar una producción a gran escala.
El biodiesel a partir de la grasa es de consistencia más sólida que el producido a partir del aceite, por lo que de ser utilizado necesitaría un sistema de calentamiento que lo mantenga líquido, o debería emplearse en zonas con altas temperaturas donde no llegue a cristalizarse.
El producto conseguido comienza a tornarse sólido cuando es sometido a temperaturas inferiores a los 15º C, por lo que no alcanza un comportamiento eficaz, pero esto se
soluciona agregando un 20 por ciento de gasoil o trabajando con sistemas de calentamiento. De esta forma mejora el comportamiento en frío y puede ser utilizado a temperaturas más bajas.
domingo, 1 de noviembre de 2009
Nuevo Biodiesel a partir de grasas animales y aceite de soja.
Los resultados obtenidos sugieren que partir de estas materias primas se produce un biodiésel aceptable, según las normas, y con un coste final inferior. Las grasas animales empleadas son más baratas y constituyen un residuo graso sin ningún otro uso, con lo que su transformación en biodiésel presenta beneficios medioambientales y reduce la dependencia de otras materias primas agrícolas convencionales.
El nuevo biodiésel procede de mezclas de grasas animales de baja calidad (con contenidos en ácidos grasos libres por encima del 5% y de alto riesgo para el consumo humano) con aceite de soja. Dado que las grasas animales tienen peores propiedades de flujo en frío, la mezcla de grasas animales con aceites vegetales es la alternativa más recomendable para favorecer su uso en los climas fríos.
Según las normas, los resultados sugieren que este biodiésel es aceptable y, además, tiene un coste final inferior. Asimismo, la transformación de estas materias primas en biodiésel tiene beneficios medioambientales y reduce la dependencia de otras materias primas agrícolas convencionales.