Exploración de estrategias de producción de biodiesel de aceite vegetal comestible a nivel laboratorio



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EXPLORACIÓN DE ESTRATEGIAS DE PRODUCCIÓN DE BIODIESEL DE ACEITE VEGETAL COMESTIBLE A NIVEL LABORATORIO
Claudia Berenice Milán-Rangel1, Luisa Arzaga-García1, Carlos Escamilla-Alvarado1*, Walfred Rosas-Flores2, Cuauhtémoc Ulises Moreno2
1Laboratorio de Ingeniería y Bioprocesos Sustentables, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Nuevo León, Ave. Universidad S/N, 66455, San Nicolás de los Garza, N.L.

2Instituto Tecnológico de Durango, Felipe Pescador 1803 Ote, Nueva Vizcaya, 34080, Durango, Dgo.

*Autor de correspondencia: cea_escamilla@yahoo.com.mx
Resumen. El biodiesel es un combustible de origen renovable, con propiedades similares a las del gasoil, que se obtiene a partir de aceites vegetales y grasas animales. Éste se produce mediante la transesterificación de los triglicéridos con un alcohol de cadena corta, en presencia de un catalizador, obteniendo biodiesel y glicerol en dos fases líquidas separadas. En esta investigación se trabajó con aceite vegetal para cocina con el propósito de comprobar los métodos actuales de producción de biodiesel y analizar el efecto en la variación de algunas de sus condiciones de operación.

Se realizaron diferentes diseños de experimentos para evaluar la relación aceite-alcohol-catalizador, temperatura y velocidad de agitación. El aceite comercial utilizado fue de la marca 1-2-3, que es una mezcla aproximada de 30% aceite de girasol y 70% aceite de canola, el alcohol empleado fue metanol (99.97%) y el catalizador fue hidróxido de sodio. La primera experimentación (E1) se realizó siguiendo un diseño 23 para producir biodiesel a partir de 8 g aceite, variando la relación metanol-aceite (RMA) (20 y 30 g CH3OH /100 g aceite), la relación sosa-metanol (RNM) (1.75 y 3.5 g NaOH/ 100 g CH3OH) y la temperatura (50 y 60 °C). La segunda experimentación (E2) fue un DCC 22 variando la RMA (30 y 40 g CH3OH /100 g aceite), la temperaturas (60 y 70 °C), mientras que la RNM fue fijada en 1.75 g NaOH/ 100 g CH3OH. A partir de las mejores condiciones identificadas en los experimentos previos, se realizó el escalamiento a una masa de aceite 6.25 veces mayor (E3) variando únicamente la velocidad de agitación (60, 150, 260 rpm).



En E1 el mayor rendimiento de biodiesel no lavado (0.9 g BD-NL/ml aceite) se obtuvo a 60°C con RMA de 30 g CH3OH /100 g aceite, mientras que a las mismas coondiciones también se produjo el menor rendimiento de glicerol. La RNM no mostró efecto significativo en la experimentación. En el E2 se obtuvieron dos puntos máximos opuestos, a 30 g CH3OH /100 g aceite RMA con 60 °C (1.3 g BD-NL/ml aceite) y a 40 g CH3OH /100 g aceite RMA con 70°C (1.5 g BD-NL/ml aceite), que se corroboraron observando que a 30 g CH3OH /100 g aceite RMA y 60°C se obtuvieron los mejores resultados (1.24 g BD-NL/ml aceite, 0.17 g glicerol/ml aceite). En E3 no se observó diferencia significativa para las variables de respuesta evaluadas, sin embargo cabe destacar que el lavado del biodiesel obtenido a 150 rpm fue más fácil de realizar debido a una menor producción de jabones. Se puede concluir que al fijar la RNM a 1.75 g NaOH/ 100 g CH3OH, con una RMA de 30 g CH3OH /100 g aceite, a 60°C y a 150 rpm se pueden obtener biodiésel de buena calidad.

Palabras clave: Bioenergía, glicerol, hidróxido de sodio, metanol, transesterificación


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