SALUD AMBIENTAL

Tratamiento de los aceites vegetales usados, como materia prima para la

elaboración de biodiésel en la ciudad de Arequipa

Treatment of used vegetal oils, like raw material for the elaboration

of biodiesel in the city of Arequipa

Rosa María Sotomayor Zúñiga*,

Hortencia Elena Huaco Álamo**, Rafael Cuentas Machicao***

RESUMEN

Las hipótesis de la investigación son: a) Se puede obtener combustible ecológico (biodiésel) a partir

de aceites usados, mediante la transesterificación, usando alcohol etílico, y b) Se puede disminuir el

grado de contaminación de las aguas efluentes de los principales restaurantes de Arequipa, mediante el

tratamiento de los aceites usados que se generan y a través de asesoramiento técnico correspondiente en la

separación de este desecho.

Para la investigación se tomaron en cuenta las siguientes variables: a)Variables dependientes: calidad

del biodiesel, punto de inflamación, % de agua y sedimentos, temperatura de destilación, gravedad API, y

b) Variables independientes: % de agua y sedimentos de los aceites usados, pH de aceites usados, temperatura

de la materia prima en el proceso, temperatura de la reacción, razón alcohol/aceite, concentración

y tipo de catalizador, RPM de agitador.

Palabras clave: biodiésel, combustible ecológico.

ABSTRACT

The Hypotheses of the investigation are: a)Ecological fuel (biodiesel) from oils used by means of the

transesterificación can be obtained using ethylic alcohol, and b)The degree of contamination of waters

can be fallen effluents of the main restaurants of Arequipa, by means of a treatment to the used oils that

are generated, and through corresponding technical advising in the separation of this remainder.

For the investigation take into account the following variables: a)Dependent variable: Quality of

the Biodiesel, Flash point; % Water and sediments; Temperature of distillation; Gravity API, and b)

Independent Variables: % Water and sediments of used oils, used oil pH, Temperature of the raw material

in the process, Temperature of the reaction, Reason of the alcohol to oil, Concentration and type of

catalyst, RPM of agitater.

Key words: biodiesel, ecological fuel.

* Docente de la Universidad Alas Peruanas, filial Arequipa.

** Estudiante de Ingeniería Ambiental de la Universidad Alas Peruanas, filial Arequipa.

*** Estudiante de Ingeniería Ambiental de la Universidad Alas Peruanas, filial Arequipa.

Rosa María Sotomayor Zúñiga, Hortencia Elena Huaco Álamo, Rafael Cuentas Machicao

INTRODUCCIÓN

Actualmente, la posible extinción a mediano

plazo del aprovisionamiento de las reservas

fósiles, la mayor incidencia de una conciencia

ambientalista y la realidad concreta del deterioro

del medio ambiente han modificado la situación

precedente y reactivado la búsqueda de combustibles

más amigables con nuestro medio.

El aceite de freír que desechamos en casa tiene

como destino habitual el desagüe de la cocina

o el inodoro. Con el tratamiento adecuado, todo

ese aceite desperdiciado podría convertirse en jabón,

fertilizantes y hasta combustible con el que

alimentar los vehículos diésel.

Toda industria gastronómica tiene efluentes

líquido con contendido de aceite cuya calidad

puede variar dependiendo del tipo de servicio

que presten. Los aceites vegetales usados resultan

una fuente de energía renovable y limpia,

los mismos que adecuadamente utilizados

pueden contribuir a la conservación del medio

ambiente, gracias al reciclado de productos de

desecho como los que origina la industria gastronómica.

La justificación para esta investigación, desde

el punto de vista tecnológico, es la disminución de

emisiones contaminantes de vehículos para reducir

los gases invernadero producidos por el transporte.

Desde el punto de vista social, la justificación

es proveer de una alternativa de utilización de las

tierras agrícolas dedicadas al cultivo de materias

primas para la elaboración de aceites vegetales,

tierras que, por razones de mercado, están siendo

abandonadas por los agricultores.

Como justificación general podemos plantear

la reutilización de efluentes líquidos con contendido

de aceite de la industria gastronómica.

Los objetivos planteados son: a)evaluar la

producción de biodiésel a partir de aceites usados

con alcohol etílico, b)proponer modelos tecnológicos

para producción de biodiésel a pequeña

escala, y c)evaluar el funcionamiento y las emisiones

de biodiésel en motores y generadores diésel.

Fotosíntesis Combustión

Transformación

aceite biodiésel

CO2

Tratamiento de los aceites vegetales usados, como materia prima para la elaboración de biodiesel en la ciudad de Arequipa

MATERIAL Y MÉTODOS

El biodiésel tiene como materia prima semillas

aceitosas como las de mostaza, maíz, sorgo,

soya, palma africana, girasol, cacahuate y coco,

además de la grasa animal y los aceites usados de

cocina.

Transesterificación del aceite

El biodiésel es un gasóleo que se obtiene por

la transesterificación de triglicéridos (aceite). El

producto obtenido es muy similar al gasóleo obtenido

del petróleo (petrodiésel), y puede usarse

en motores de ciclo diésel, aunque algunos motores

requieren modificaciones.

H2C—O H2C—OH

H3 + C

O

H O R 2C—OH

CH3OH, KOH HC—OH

O

O

O

R

R

H R 2C—O

HC—O

El proceso de transesterificación consiste en

combinar el aceite (normalmente aceite vegetal)

con un alcohol ligero, normalmente etanol,

lo que deja como residuo glicerina, que puede

ser aprovechada por la industria cosmética,

entre otras. Se justifica realizar la transesterificación

del aceite vegetal y de la grasa animal

porque hace posible conseguir valores de viscosidad

con el metil éster o etil éster dentro del

margen que especifica el petrodiésel (N2-S15,

1.9-4.1 mm2/S at 40 C. Sin embargo, es importante

indicar que aceites de cocinar y vegetales

usados (colza, soya y de maní), luego de ser

sometidos a proceso de limpieza, se han usado

como combustibles directamente en el motor

diésel sin aplicarle el proceso básico de transesterificación.

Materiales

• Aceite usado.

• Hidróxido de sodio (o de potasio).

• Alcohol etílico o metílico.

• Birreactor Fed Batch.

• Condensador.

• Agitador.

• Tanques de lavado.

• Peras de decantación.

Aceites Vegetales de semillas

Ac. Vegetales de final de campaña

Aceites Modificados genéticamente

Aceites Vegetales Alternativos

Aceites Fritos Usados

Metanol

Etanol

2-Propanol

Homogéneo

Heterogéneo

Índice de Saponificación

Índice de Acidez

RENDIMIENTO

Acidez

Contenido en Metanol

Gliceridos

Glicerina Libre

Índice de Yodo

Contenido en Fósforo

Temperatura

Relación Molar

Concentración Catalizador

Presión

Agitación

CATALIZADORES

PROCESO

BIODIÉSEL

CONDICIONES

EXPERIMENTALES

ALCOHOLES

MATERIAS PRIMAS

ACEITES VEGETALES

BIODIÉSEL

ESTERES

ESTÁNDAR

Rosa María Sotomayor Zúñiga, Hortencia Elena Huaco Álamo, Rafael Cuentas Machicao

Métodos

• Valoración del pH de los aceites usados.

• Calentamiento de aceite usado.

• Preparar el metóxido o etóxido de sodio o de

potasio.

• Mezclar los aceites usados y etóxido de sodio

o de potasio.

• Sedimentación y retirada de glicerina.

• Lavado y secado.

RESULTADOS

Los resultados a los cuales queremos llegar

con la investigación se encuentran en la norma

ASTM D 6751-02 (Anexo 1), que describe los

métodos y especifica los parámetros de calidad

con los que debe cumplir el producto, y se verifica

midiendo contenido de agua, existencia de

partículas sólidas, residuos de jabón, glicerina,

existencia de azufre, etc.

En función de los resultados obtenidos a nivel

de laboratorio se desarrollará el prototipo de

un reactor Fed Batch que nos permita obtener

una máxima producción de éster, con control de

temperatura y flujo de alimentación óptimo del

catalizador y del alcohol.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. SPECIFICATION FOR BIODIESEL

(B100) – ASTM D6751-06

2. S. D. Romano, E. González Suárez, M. A.

Combustibles alternativos. Laborde, Ediciones

Cooperativas, 2005.

3. ARS –USDA. “Program of Bioenergy and

Energy alternatives”.

4. Connemann J., Fischer J. Biodiesel in Europe

2000,biodiesel proccesing, technologies and future

market development. Alemania, 1999.

5. Mercedes Martínez R. Utilización de aceites

usados para la elaboración del biodiesel. Universidad

Cumplutense de Madrid.

6. http//www.biodiesel.gov.ar

7. http//www.ebb-eu.org

8. http//www.biodieselverband

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