Biodiesel

PRODUCCIÓN DE BIODIESEL
Universidad Privada del Valle
Servicios de laboratorio
Laboratorio de Petróleo Gas y Energía
PRACTICA Nº 1
PRODUCCION DE BIODIESEL A PARTIR DE
ACEITE DE SOYA
ESTUDIANTE: Rosales Mamani Hugo Manuel
DOCENTE:Ing. Jaime Hamel F.
MATERIA: Fuentes de Energías Alternativas
GRUPO:A
CARRERA:Ingeniería en Petróleo, Gas y Energía
FECHA: 18 de septiembre de 2012
COCHABAMBA – BOLIVIA
Materia: Lab. De Fuentes EEAA Estudiante: Hugo Rosales

Practica Nº 1
PRODUCCION DE BIODIESEL A PARTIR
DE ACEITE DE SOYA
1. Objetivos
Objetivo General
 Adquirir los conocimientos básicos, para producir biodiesel mediante una reacción de trans
esterificación del aceite de soya con metanol en medio básico, y aprender a aplicarlo a
escala industrial.
Objetivos específicos
 Identificar los equipos básicos de operación, que forman parte del proceso de
transesterificación, así como su funcionamiento, en cada momento de la práctica.
 Determinar cuales son las variables más influyentes para la obtención del biodiesel.
2. Justificación
Esta práctica se justificara como una base para el estudiante,de lo que es la produccion de
biodiesel en laboratorio, con el cual el estudiante podrá obtener parámetros de referencia que
servirán para evaluar los rendimientos en un proceso industrial continuo, asi de conocer de
manera operativa el funcionamiento de una planta de biodiesel asi como de todos los equipos
empleados. Esta practica consistira en la produccion de Biodiesel mediante el proceso de
tranesterificacion, dicho proceso sera monitoreado por el estudiante.
3. Fundamento Teórico
INTRODUCCIÓN
El biodiesel es un combustible alternativo a los
combustibles fósiles, fabricado a partir de material
vegetal. Su combustión emite a la atmósfera una
cantidad de CO2 que será absorbida por otro vegetal
en el proceso de fotosíntesis. Así, el uso de un motor
de encendido por compresión con biodiesel no modifica
el ciclo de carbono y sólo incorpora adicionalmente el
CO2 de la energía necesaria a la fabricación del
combustible.
Ciclo básico del carbono para el biodiesel

Desde una definición general, el biodiesel corresponde a un
combustible renovable, derivado de lípidos naturales como aceites
vegetales o grasas animales, obtenido a través de un proceso
industrial relativamente simple de transesterificación del aceite
vegetal o animal. Después del proceso y a diferencia del aceite
que le dio origen, el biodiesel (éster metílico) tiene una viscosidad
semejante a la del diésel derivado delpetróleo y puede
reemplazarlo en los usos más comunes.
Naturaleza del BIODIESEL
El biodiesel está constituido de ésteres mono-alquílicos
de ácidos grasos de cadena larga, obtenidos mediante
la reacción entre un aceite vegetal u otro cuerpo graso y
un alcohol en presencia de un catalizador.
Esta reacción produce los ácidos grasos del biodiesel y
un subproducto que se debe eliminar, la glicerina. De
cada molécula de metanol (o etanol) se reemplaza un
elemento hidrogeno por un grupo con radical, marcado
Rx, constituyendo la molécula metil éster.
Fabricación de BIODIESEL
Proceso de transesterificación del aceite.
Que es el BIODIESEL

PRODUCCION DE BIODIESEL
Los aceites vegetales están formados por esteres a partir de glicerina con ácidos carboxílicos,
conformando largas cadenas de hidrocarburos con alta viscosidad, razón por la cual no son aptos
para ser utilizados como combustibles directamente. Los ácidos que conforman los aceites se
denominan ácidos grasos, y entre los más importantes los mostramos en la siguiente tabla:
A partir de esos ácidos o aceites se obtiene el biodiesel, Por transesterificacion.
CARACTERISTICAS DEL BIODIESEL
Existe diversidad de la materia base que se
utiliza en el proceso de fabricación,
resultando variables las características del
biodiesel final. Sin embargo, se pueden
destacar propiedades generales que tienen
todos los tipos de biodiesel. En la tabla
siguiente aparecen las propiedades de un
biodiesel de girasol y uno de colza
(rapeseed).
Vemos que el biodiesel tiene una energía
específica menor en 5% respeto al petróleo
diesel. Pero su viscosidad mayor permite
mejorar la lubricación dentro de la cámara
de combustión. Por lo tanto, la lubricidad
mejorada permite compensar en parte el
calor de combustión más bajo y junto con
otros factores el rendimiento energético del
motor sigue siendo igual con el uso de
biodiesel.

VENTAJAS
-Su fabricación necesita poca energía,
esencialmente utilizada en los procesos de
extracción, laboreo de las zonas agrícolas y
creación del vapor.
-Permite aumentar el número de cetano, o
sea la capacidad del combustible en auto
encenderse, produciendo una mejor
combustión
-Es un combustible biodegradable que se
disuelve fácilmente en la naturaleza sin crear
contaminación del ambiente, en caso de
derrame accidental.
-Este combustible permite una reducción
notable de las emisiones nocivas a la
atmósfera.
-Tiene un balance neutro en CO2 porque se
consume por fotosíntesis el dióxido de
carbono emitido en vegetales que se pueden
usar para fabricar de nuevo biodiesel.
-La viscosidad cinemática es mayor,
mejorando la capacidad del biodiesel a
lubricar el motor. Esto permite reducir los
aditivos utilizados en el petróleo diesel.
-El contenido de azufre es muy bajo, inferior
a 15 ppm, permitiendo disminuir las
emisiones de SO2 y material particulado.
Este elemento naturalmente presente en el
petróleo diesel aumenta la lubricidad pero el
uso de biodiesel en mezcla con diesel de
bajo contenido de azufre permite compensar
esta propiedad por su mayor viscosidad.
-Su mayor punto de ignición disminuye el
peligro de explosión durante el
almacenamiento.
-No son necesarias modificaciones de la
infraestructura de distribución (estaciones de
servicio, transporte, etc.).
DESVENTAJAS
-Las emisiones de óxidos de nitrógeno NOx
aumentan, hasta un 10% cuando se usa
biodiesel puro. Este compuesto participa en
la creación del smog fotoquímico, pero se
puede eliminar de manera eficiente con el
uso de un catalizador.
-El costo de producción del biodiesel es más
alto que el del petróleo diesel si se basa en
los precios vistos los últimos años. Depende
mucho del precio de las materias primas (en
un 80% más o menos) pero la evolución de
los precios del petróleo podría hacerlo una
alternativa posible a largo plazo.
-Producir biodiesel supone extender las
zonas y las cantidades de vegetales
cultivadas, lo que genera una utilización
creciente de fertilizantes y pesticidas.
-El biodiesel puro genera corrosión y es
incompatible con algunos plásticos, por lo
que se deben cambiar ciertas partes del
motor para usarlo como B100 por ejemplo.
-La glicerina presente en el compuesto final
se debe purificar, con costo adicional,
mediante un arrastre con vapor.
-Este combustible tiene problema de fluidez
a bajas temperaturas. Tal característica
impide su uso en ciertas regiones de clima
difícil o la obligación de agregarle aditivos
especiales.
-Su vida útil es inferior a 6 meses por su
escasa estabilidad oxidativa, o sea que
pierde su capacidad a oxidarse en el
proceso de combustión en la cámara del
motor. No se puede almacenar durante un
tiempo largo y se debe vender rápidamente
después de su fabricación.

4. Reactivos-Materiales y Equipos utilizados
REACTIVOS USADOS EN LA PRACTICA
Hidróxido de sodio Metanol Aceite de soya
Agua + acido acetico
MATERIALES DE LABORATORIO
Balanza Probetas de 1000 ml

MATERIALES DE LABORATORIO
PIPETA Papel tornasol Espátula
Embudo de decantación Agitador magnético
Calentador Termómetro Densímetro

5. Seguridad, medio ambiente y salud (SMS)
Seguridad
Las medidas básicas de seguridad que contemplaremos para esta práctica serán:
 Mochilas, bolsones, cuadernos y otros no podrán estar sobre los mesones de trabajo.
 La preparación de metoxido de sodio, debe ser obligatoriamente bajo campana, con
anteojos, guantes y mascara de protección respiratoria. La reacción para obtener el
metoxido de sodio emiten gases tóxicos muy peligrosos.
 Por la volatilidad del metanol, se debe evitar fuga de gases tóxicos.
 Durante la preparación del metoxido de sodio la campana de extracción de vapores deberá
estar encendida permanentemente.
Medio Ambiente
 No deseche salmuera ni ningún tipo de solvente por el lavadero sin antes consultar al
docente.
 No deseche petróleo ni derivados a los jardines dentro la UDEH
Salud.- Antes de iniciar la práctica:
 Notifique al docente si usted es alérgico a algún material o reactivo que se va utilizar en la
práctica.
 Notifique al docente si sufre de algún tipo de enfermedad que se podría ver potenciada o
empeorada por el desarrollo de la práctica.
 Evite manipular sustancias y equipos si usted tiene alguna cortadura o herida abierta.
 No aspirar ni ingerir sustancias desconocidas en el laboratorio.
 Manipular los reactivos: metanol, hidróxido de sodio y acido acético con guantes y mascara
de protección respiratoria cuando se requiera.

6. Procedimiento experimental
Se procedió a la medir 1000 ml de
aceite de soya en un vaso de
precipitado, para empezar con la
práctica.
Dicha cantidad, fue calentada,
hasta lograr una temperatura
constante de 65ºC…. Lo ideal era
mantenerlo a esa temperatura.
Para ello medimos la temperatura,
donde dicha variable se mantuvo
entre 63-70ºC.
Pesamos posteriormente la
cantidad de NaOH necesaria y
medimos el volumen de metanol
que se requería… se procedió a
mezclar ambas sustancias hasta
lograr un aspecto homogéneo.
Cuando el aceite llego a una
temperatura de 63ºC, la solución
de NaOH con metanol (metoxido
de sodio), fue mezclado con el
aceite calentado, y posteriormente
agitado con agitador magnético.
 Una vez añadido todo el metoxido de sodio, pasaron unos 90 min, tiempo en el
controlamos periódicamente la temperatura (65ºC), pasado este tiempo se retiro la
solución (aceite + metoxido de sodio), del calentador, y se dejo reposar durante un
día aproximadamente.

 Al día siguiente se pudo observar claramente la separación entre dos fases en el
vaso de precipitado.
Las dos fases eran, la glicerina y el
biodiesel. Se procedió a separar
ambas fases. En un vaso de
precipitado se vertió el biodiesel.
Glicerina
Biodiesel
La cantidad de biodiesel obtenido
en la separación fue de 900 ml (sin
lavado), de los 1000 ml iniciales,
dicha cantidad se lo mezclo con
una solución de agua, preparado
en un matraz, para neutralizar.
Solución
300 ml de agua+0.5ml A. acético
Esa mezcla se lo agito de manera
de obtener una solución
homogénea, finalmente la mezcla
homogénea se lo vertió en tres
embudos de decantación, para
lograr separar el biodiesel del
agua. Con lo que concluyo el
primer lavado, se realizaron dos
lavados.
 A la semana siguiente se observo claramente la separación entre el biodiesel y agua.
Se procedió a decantar el agua, y el biodiesel fue vertido en una probeta.
 Medición de propiedades:
La cantidad de biodiesel obtenido
durante todo el proceso fue de 720
ml, luego se midió las propiedades
de este biodiesel obtenido.
Densidad
Temperatura PH

7. Medición (Registro de datos).
Datos Tomados en el inicio de la práctica
 Cantidad de aceite de soya
 Cantidad de Metanol
 Cantidad de Hidróxido de Sodio
1000 ml
200 ml
8 gr
Elementos necesarios para la obtención de biodiesel----
 Cantidad de aceite obtenido
 Cantidad de glicerina obtenida
Después de la reacción
900 ml
200 ml
Metoxido de sodio
Datos Tomados para el lavado (neutralización)
 Cantidad de H2O utilizada
 Cantidad de acido acético
 Registro de tiempos temperaturas y presión
 Cantidad de aceite obtenido
 Cantidad de H2O obtenida
300 ml
0.5 ml
Solución Acuosa
Datos Tomados después del lavado
720 ml
300 ml

 Densidad
 PH
 Temperatura
Variables de biodiesel medidos
0.83 gr/ml
23 º C
8. Cálculos
Eficiencia
ε =
6
푐푎푛푡푖푑푎푑 푑푒 푏푖표푑푖푒푠푒푙 표푏푡푒푛푖푑표
푐푎푛푡푖푑푎푑 푑푒 푎푐푒푖푡푒 푑푒 푠표푦푎
=
720 푚푙
1000푚푙
· 100 = 72%
Corrección de densidad a 15º C
푑̅T = 푑̅1515 – a (t- tref)
푑̅1515 = 푑̅T+ a (t- tref)
a = Mediante la siguiente tabla
20 0.60-0.70 0.70-0.76 0.76-0.80 0.80-0.85 0.85-0.88 0.88-0.90
a 0.0009 0.00085 0.0008 0.00075 0.00065 0.00062
d4
푑̅1515 = 0.83+ 0.0075 (23-15)
푑̅1515 = 0.89 gr/ml

Determinación de la cantidad estequiometria del metanol que debe reaccionar
teóricamente con el aceite de soya
Nota: Para el cálculo se toma en cuenta la composición de los acidos grasos
mayoritarios en el aceite de soya
ACIDO OLEICO 40%
ACIDO LINOLEICO 60%
Acido Oleico- estructura (C17H33COOH)
Peso Molecular= 282 Densidad= 0.89 gr/ml
Acido linoleico- estructura (C17H31COOH)
Ácido linoleico (9cis,12cis-18:2)
Aceite de soya= 1000ml

Acido oleico (40%)
C17H33COOH + CH3OH NaOHC17H33COOCH3 + H2O
400ml C15H33COOH ·
0.89 푔푟 C15H33COOH
1푚푙 C15H33COOH
·
1 푚표푙 C15H33COOH
282 푔푟 C15H33COOH
·
1 푚표푙 CH3OH
·
32 gr CH3OH
1 mol CH3OH
·
1 푚푙 CH3OH
0.79 푔푟 CH3OH
= 51.13푚푙
Acido linoleico (60%)
Cantidad de CH3OH = 51.13ml
C17H31COOH + CH3OH NaOHC17H33COOCH3 + H2O
600ml C15H33COOH ·
1푚푙 C17H31COOH
·
·
1 푚표푙 CH3OH
·
32 gr CH3OH
1 mol CH3OH
·
1 푚푙 CH3OH
0.79 푔푟 CH3OH
= 78.12 푚푙
Cantidad total de CH3OH = 78.12ml + 51.13ml
Cantidad total de CH3OH = 129.25 ml
Determinación de la cantidad estequiometria del NaOH que debe reaccionar
teóricamente con el metanol y formar el Metoxido de sodio.
Metanol - estructura (CH3OH)
CH3OH + NaOH CH3ONa+ H2O
129.25 ml CH3OH ·
0.79 푔푟 CH3OH
1푚푙 CH3OH
·
1 푚표푙 CH3OH
32 푔푟 CH3OH
·
1 푚표푙 NaOH
1 푚표푙 CH3OH
·
40 gr NaOH
1 mol NaOH
= 127.63 푔푟
Cantidad total de NaOH = 127.63 gr

Determinación de la cantidad estequiometria del etanol que debe reaccionar
teóricamente con el aceite de soya
Nota: Para el cálculo se toma en cuenta la composición de los ácidos grasos
mayoritarios en el aceite de soya
Acido oleico (40%)
C17H33COOH + CH3 CH2OH NaOHC17H33COOCH2 CH3 + H2O
400ml C15H33COOH ·
1푚푙 C15H33COOH
·
·
1 푚표푙 CH3 CH2OH
·
46 gr CH3 CH2OH
1 mol CH3 CH2OH
·
1 푚푙 CH3 CH2OH
0.81 푔푟CH3 CH2OH
= 51.13푚푙
Acido linoleico (60%)
C17H31COOH + CH3OH NaOH C15H33COOCH3 + H2O
600ml C15H33COOH ·
1푚푙 C17H31COOH
·
·
1 푚표푙 CH3 CH2OH
·
46 gr CH3 CH2OH
1 mol CH3 CH2OH
·
1 푚푙 CH3 CH2OH
0.81 푔푟 CH3 CH2OH
= 78.12 푚푙
Cantidad de CH3OH = 109.52 ml
Cantidad total de CH3 CH2OH = 71.69 ml + 109.52 ml
Cantidad total de CH3OH = 181.21 ml

9. Cuestionario
1) ¿Cuales son los principales riesgos para la salud cuando se trabaja con metanol
y cual la magnitud de los mismos?
Los principales riesgos de la utilización del metanol se encuentran en la siguiente
tabla:

2) Porque se utiliza Acido Acético
En el primer lavado es mejor añadir un poco de vinagre (ácido acético) al agua. Con
el ácido acético se consigue que el pH delbiodiesel sea casi neutro, porque se une a
los restos de lejía y los neutraliza.
3) ¿Como se podría refinar la glicerina obtenida y aprovechar como subproducto?
En el laboratorio, la separación del sistema que contiene biodiésel, glicerol, jabones
y sales —principalmente de metóxido de sodio (NaOCH3)— se realiza utilizando
embudos de separación, de manera que se les permita a los jabones permanecer en
la capa de glicerol crudo. La capa del ester debe ser calentada hasta 85 °C con el fin
de recuperar el metanol; mientras que en el ámbito industrial la glicerina cruda se
refina a través de un proceso de filtración, seguido por la mezcla con aditivos
químicos que permiten la precipitación de las sales y, finalmente, por una destilación
fraccional de vacío para producir diferentes grados de glicerina comercial —por
ejemplo: grado dinamita, destilado amarillo y químicamente pura, así como los
grados establecidos por la USP o FCC—. También puede ser refinada por un
método intensivo de menor consumo energético: la filtración a través de una serie de
resinas de intercambio iónico (Berríos y Skelton, 2008).
 Técnicas convencionales para purificar la glicerina
La destilación es el método más comúnmente utilizado para purificar la glicerina. Esta es
una tecnología que produce glicerina de alta pureza a altos rendimientos; sin embargo, la
destilación de la glicerina es un proceso de alto consumo energético, debido a su alta
capacidad calorífica, lo que demanda un alto suministro de energía para su vaporización
(Posada, Cardona y Rincón, 2010). El intercambio iónico también ha sido aplicado para
purificar la glicerina (Berríos y Skelton, 2008), pero los altos contenidos de sales hacen que
esta técnica no sea económicamente viable a escala industrial. El costo de regeneración
química de las resinas se vuelve muy alto cuando los contenidos de las sales son
superiores al 5% en peso, una cantidad comúnmente encontrada en las glicerinas
provenientes de la industria del biodiésel.
 Técnicas alternativas para purificar la glicerina
Una técnica comercial para purificar la glicerina, originaria de la producción de biodiésel,
llamada Ambersep BD50 (AMBERSEP™ BD50 Technology), fue desarrollada
conjuntamente por Rohm and Haas, proveedor de polímeros funcionales mediante
tecnologías de intercambio iónico y catalizadores, y por NovasepProcess, un proveedor de
soluciones de purificación que incluye cromatografía, intercambio iónico, membranas,
cristalización y evaporación.
La particularidad de este proceso es que utiliza, en principio, un separador cromatográfico
que retira gran cantidad de las sales y ácidos grasos libres. El refinado es procesado
posteriormente en una unidad evaporadora/cristalizadora, que retira las sales de una forma
cristalina. Esta solución evita la producción de efluentes en la planta de purificación de
glicerina. En este caso, es posible obtener una glicerina con una pureza de 99,5% en peso.
Pero si se requiere producir una glicerina de alta calidad, con 5 a 10 partes por millón (ppm)
de contenido de sales, se puede utilizar una unidad de desmineralización de intercambio

iónico. Este proceso tiene bajo requerimiento energético, comparado con el proceso de
destilación.
USOS
El glicerol es un compuesto químico básico obtenido principalmente como coproducto en la
industria oleoquímica, mientras que la glicerina es el nombre comercial que reciben las
mezclas con alto contenido de glicerol. La glicerina es una sustancia versátil y, debido a su
combinación única de propiedades físicas y químicas, ha tenido más de 1.500 usos finales. Se
usa como ingrediente o para su transformación en productos cosméticos, artículos de tocador
o cuidado personal, medicamentos y productos alimenticios (TheSoap and
DetergentAssociation [SDA], 1990). De la glicerina se destaca que es un componente muy
estable bajo las condiciones típicas de almacenamiento, no es irritante, tiene bajo grado de
toxicidad sobre el medio ambiente y, además, es compatible con muchos otros productos
químicos.
4) ¿Qué importancia tienen los parámetros cinéticos?
ParametrosCineticos Obtenidos en Univalle
Reacción: Segundo orden
K= 0.255 (1/min)
PH= 7 (neutro)
Tiempo de reacción: 100 min
Numero de lavados: 4
Temperatura de reacción: 65 º C
Los parámetros cinéticos a menudo se utilizan para tener una referencia de como deberían ser los
resultados de los procesos y algunas indicaciones que se debería tomar en cuenta cuando se
realicen futuras practicas acerca del mismo tema, así también como para ayudar a mejorar los
procesos utilizando las mismas referencias.
Si hablamos de los parámetros cinéticos, esto son muy importantes, ya que de estos dependerá la
reacción que se llevara a cabo para la obtención del combustible es mdecir el tiempo que demora
la reacción, la velocidad de reacción y otros.
En cinética de metanolosis se tomaron en cuenta las temperaturas desde 20 a 70 ºC, razón molar
metanol/aceite de soya de 6 a 1, mayormente a partir de aceite de soya y hidróxido de sodio como
catalizador.
La cinética de transesterificacion es afectada por la intensidad de agitación de los reactantes,
porque el proceso ocurre en un sistema heterogéneo de dos fases inmiscibles.
Estos parámetros son de suma importancia ya que de acuerdo a ellos se defines como dije
anteriormente la velocidad de reacción y la calidad de biodiesel.

5) Si después de los lavados consecutivos con agua, observamos que se ha
formado cierta cantidad de jabón, claramente indica que…?
 Formación de jabón por los ácidos grasos
– Incrementa la solubilidad del Biodiesel en glicerina
– Pérdidas de Biodiesel
En todo caso, si durante el lavado se forma una emulsión de biodiesel y agua o se forman
sustancias jabonosas, el biodiesel obtenido no cumple con las condiciones adecuadas.
10. Conclusiones y Observaciones
El biodiesel es un combustible cuyo consumo está en fuerte aumento al nivel mundial, por sus
aportes ambientales y la necesidad de diversificar las fuentes de energía en un mundo inestable.
Sus aportes en término económicos todavía se están estudiando al nivel global para ver cuales
son los sectores que pueden ganar con la introducción de cada vez más biocombustibles en los
combustibles fósiles.
Mediante el método diseñado (TRANSESTERIFICACION) se alcanzo una conversión de 72%.
Pero durante la realización de la práctica, la temperatura no se mantuvo constante… esa fue la
razón por haber obtenido esa eficiencia…Esto también influyo en la obtención del PH, ya que
obtuvimos un PH de 6.
Luego de obtener biodiesel también se midieron sus propiedades:
 Densidad
 PH
 Temperatura
0.83 gr/ml
6
23 º C
11. Recomendaciones
Se recomienda que para los próximos laboratorios se siga con los parámetros establecidos en
dicha práctica, con el objetivo de obtener los resultados deseados.
Además se recomienda utilizar el biodiesel obtenido, en un motor diesel para verificar el
funcionamiento de dicho motor….
1. Bibliografia
 http://www.smbb.com.mx/congresos%20smbb/acapulco09/TRABAJOS/AREA_IX/CIX-
24.pdf
 http://www.biodisol.com/biocombustibles/biodiesel/produccion-de-biodiesel-a-partir-de-aceite-
de-jatropha-curcas/
 Specification for biodiesel (b100) – astm d6751-06 en
http://www.biodiesel.org/pdf_files/fuelfactsheets/BDSpec.PDF

Biodiesel

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (20)

Similaire à Biodiesel

Similaire à Biodiesel (20)

Dernier

Dernier (20)

Biodiesel