Resumen: T-092 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2006 Rendimientos en el proceso de obtención de biodiesel de algodón. Brachna, Daniel O. - Diaz Yanevich, Claudia E. Hryczyñski, Eduardo - López Walter G. - Judis, Omar V. Facultad de Agroindustrias, Universidad Nacional del Nordeste Cdte Fernández 755,3700. P. R. Sáenz Peña, Chaco, Argentina. E-mail: dob@fai.unne.edu.ar. T.E.: 03732-420137 ANTECEDENTES La búsqueda de combustibles amigables con el Medio Ambiente, el incremento en los precios del petróleo y la reflexión sobre lo limitado de este recurso, son los motivadores para la búsqueda de combustibles alternativos, entre los cuales destaca el Biodiesel, que es un combustible de origen vegetal que reemplaza al Diesel derivado del petróleo, con una serie de cualidades que superan por mucho su desempeño. El Biodiesel se obtiene de fuentes renovable de energía, es no tóxico, biodegradable, seguro de manejar y almacenar, en menos irritante, de aroma agradable, menos ruidoso y alarga la vida del motor. Sus buenas cualidades son una fuente importante de incentivos, sobre todo desde el punto de vista social, para impulsar crecientemente su uso, ya que reduce estratégicamente la dependencia tecnológica, genera gran cantidad de fuentes de trabajo y promueve el desarrollo agroindustrial. El Biodiesel tiene propiedades similares al Diesel obtenido de la refinación del petróleo o Petrodiesel, que se obtiene de aceites vegetales o grasas animales. Esta compuesto principalmente de ésteres de metilo de ácidos grasos. En Europa se emplea principalmente aceite de colza, mientras que en Estados Unidos se emplea principalmente aceite de soja. No obstante, el Biodiesel puede elaborarse a partir de una amplia variedad de materias primas que incluyen aceite de maíz, semilla de algodón, aceite de palma, aceite de coco, girasol y grasas animales. El proceso de obtención de biodiesel de aceite de algodón es similar al de otros aceites vegetales, pero debido a que este aceite presenta una mayor cantidad de gomas, materiales colorantes, etc hacen que es mismo presente un color oscuro intenso por lo que se deben realizar etapas anexas a las consideradas con otros aceites. El objetivo del presente trabajo es mostrar los rendimientos obtenidos en la producción de biodiesel a partir de aceite crudo de algodón. MATERIALES Y MÉTODOS Para el análisis de este tema se realizaron las siguientes actividades: • Obtención del aceite de algodón crudo • Prensado Mecánico: para el que se utilizó un extrusor. • Filtrado: con filtro al vacío para la eliminación de impurezas. • Refinación y decoloración del aceite obtenido • Desgomado: con agregado de agua acidificada para la eliminación de gomas (fosfolípidos). • Neutralización: con solución alcalina para lograr la decoloración del aceite. • Lavado: para eliminar residuos de alcalis. • Secado: a 105 – 110 ºC para eliminar el agua del lavado. • Elaboración de Biodiesel • Calentamiento: se efectuó a una temperatura de 60ºC para disminuir la viscosidad del aceite. • Preparación del agente esterificante: se hizo reaccionar (NaOH) en presencia de alcohol (metanol) en un recipiente cerrado (reactor alcóxido) bajo condiciones de agitación y temperatura. • Obtención del combustible: en un reactor de mayor capacidad (reactor biodiesel), se mezcló el aceite vegetal con el alcóxido obtenido bajo condiciones de temperatura, y agitación. Esta reacción generó biodiesel como producto principal y como subproducto glicerina. • Purificación del Biodiesel obtenido • Recuperación del solvente: se efectuó por aplicación de vacío y condensación, esto permitió recuperar el alcohol excedente. • Decantación: se realizó esta operación para eliminar el glicerol obtenido en dicha reacción. • Lavado: se lavó al combustible con agua, para eliminar cualquier resto de glicerina, jabón u otra impureza. Se realizó en varias etapas. • Secado: para eliminar restos de agua que pudiera estar contenido en el biodiesel obtenido. • Balance de materia del proceso. Resumen: T-092 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2006 DISCUSIÓN DE RESULTADOS Diagrama de Producción de Biodiesel a partir de Aceite de Algodón Configuración Planta Base Aceite de Algodón Residuos Filtrado Solución Ácida Gomas (Fosfolípidos) Solución Álcalina Pasta Neutral. Decoloración Aguas Residuales Metanol Na(OH) Lavado Preparación del Catalizador Hidrólisis Agua Secado del Aceite Solución Residual Ácidos Grasos Agua Solución Ácida (H2SO4) Aguas Residuales Lavado Agua Catalizador Secado Ácidos Grasos Aceite Refinado Seco H2SO4 96 % Ácidos Grasos Esterificados Transesterificación Metanol Esterificación de Ácidos Grasos Mezcla de Reacción Glicerina Cruda Separación Ácido Orgánico Metilester Preparación Solución Ácida Flash Inicial Lavado II Flash Final Biodiesel Metanol Húmedo Aguas Residuales Aguas Residuales Agua Metanol Húmedo Acidificado Metanol Destilación De Metanol Agua Lavado I Agua Agua Resumen: T-092 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2006 TABLA 1. RENDIMIENTOS DEL PROCESO Por 1000 ml de Metilester ( Producto Final ) Biodiesel – Proceso Procesando: de Producción Aceite de Algodón Procesando: Ácidos Grasos por Esterificación Ácida Materia Prima Aceite de Algodón 1396,79 lt 1278,06 kg Pretratamiento Aceite Refinado Ácidos Grasos 1096,49 lt 1003,28 kg 300,30 lt Producto Final Metilester (Biodiesel) Glicerina Cruda 1000 lt 96,49 lt Metanol Metóxido de Sodio Ac. Orgánico Ac.Sulfúrico(Hidrol.) Hidroxido de Sodio Ac. Sulfúrico Agua (Pretratam.) Agua de Proceso Ac. Fosfórico 151,43 lt 875 kg 112,43 kg Químicos 120 kg 55,43 kg 0.70 kg 41,68 lt 33,03 kg 1,50 lt 1,78 kg 0,63 lt 28,53 lt 0,74 kg 28,53 kg 5,02 kg 116,69 lt 100 lt 116,69 kg 100 kg 0,2093 kg De los valores observados en la TABLA 1 se puede establecer que partiendo de aceite de algodón prensado se obtiene un 78.5% de aceite refinado apto para ser utilizado en el proceso de transesterificación (triglicéridos). Como resultado de la transformación se obtiene un 91.2% de biodiesel de aceite de algodón y el porcentaje restante lo constituyen los subproductos y pérdidas de metiléster en el proceso de lavado. CONCLUSIONES El proceso general de obtención de biodiesel considerado desde la obtención del aceite, denota una relativa disminución del porcentaje de transformación. Dicho proceso puede ser mejorado tratando la pasta de neutralización obtenida en la etapa de decoloración, mediante una hidrólisis ácida para recuperar los ácidos grasos. Estos ácidos grasos son transformados en metilésteres mediante catálisis ácida. BIBLIOGRAFÍA Ma, F.; Hanna, M. A. Biores. Tech. 1999, 70, 1. A.J.C. Andersen. 1965. Refinación de Aceites y Grasas Comestibles. Editorial C.E.C.S.A. A & G Libro 10ºAniversario Tomo II Recopilación de Artículos Técnicos. 2001 Alton E. Bailey. Aceites y Grasas Industriales. Editorial Reverté Argentina SCA. Martínez R, Mercedes. Utilización de Aceites Vegetales para la Obtención de Biodiesel. Universidad Complutense de Madrid, 2002. • Larrosa, Rodolfo. Proceso de Producción de Biodiesel. • • • • •