Producción de tecnologías Limpias.

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y PREVENCIÓN DE RIESGOS

CURSO:

Producción de tecnologías Limpias

TEMA:

Producción de Biodiesel y uso de la Glicerina

DOCENTE:

Ing. Julián Ricardo Díaz Ruiz

ALUMNO:

CICLO:

X

GRUPO:

“A”

Cajamarca – 2015

I. INTRODUCCIÓN 4

II. OBJETIVOS 4

a. Objetivo General 4

b. Objetivos Específicos 4

III. MARCO TEÓRICO 5

HISTORIA DEL BIODIESEL 5

LA PRODUCCIÓN EN EL MUNDO 7

PRODUCCIÓN EN EL PERÚ 8

IV. GENERACIONES DE LA PRODUCCIÓN DEL BIODIESEL 10

Primera generación 10

Segunda generación 11

Tercera generación 13

Cuarta generación 14

V. QUÍMICA DE LAS GRASAS 16

VI. QUÍMICA DEL BIODIESEL 18

Reacciones secundarias 19

Selección de reactivos 19

ETAPAS DE PRODUCCIÓN DEL BIODIESEL 20

TRANSESTERIFICACIÓN 20

Principios químicos de la reacción de transesterificación 20

Temperatura y presión 24

Tiempo de reacción 24

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL BIODIESEL 26

VII. PARTE EXPERIMENTAL 27

1. Alcance 27

2. Principio 27

3. Responsables 27

4. Reactivos 27

5. Materiales 27

6. Equipos 28

7. Equipo de protección personal 28

8. Preparación de reactivos 28

8.1. Preparación de la solución de NaOH (Hidróxido de sodio) 28

8.2. Preparación del metóxido de sodio (Mezcla de Metanol y NaOH) 29

8.3. Preparación de fenolftaleína. 29

9. Procedimiento para preparar biodiesel. 29

9.1. Compósito. 29

9.2. Filtrado. 29

9.3. Calentado. 29

9.4. Titulación. 29

9.5. Preparación del metóxido de sodio. 30

9.6. Tranesterificación. 30

9.7. Decantación. 30

9.8. Lavado. 30

9.9. Calentado. 30

9.10. Filtrado. 31

9.11. Prueba. 31

10. Procedimiento para preparar acuarelas a base de glicerina. 31

10.1. Dilución. 31

10.2. Neutralización. 31

10.3. Agitación. 31

10.4. Filtrado. 31

10.5. Destilación. 31

10.6. Mezcla I. 32

10.7. Mezcla II. 32

10.8. Mezcla III. 32

10.9. Mezcla IV. 32

10.10. Prueba. 32

11. Diagramas de bloques biodiesel y glicerina 33

Diagrama N°1: Producción de Biodiesel 33

Diagrama N°2: Proceso para lo obtención de acuarelas 35

12. Cálculos. 36

12.1. Masa del aceite. 36

12.2. Masa de NaOH a 0.1 N en 250 ml 36

12.3. Cálculos de la titulación 36

12.4. Cálculos de NaOH para preparar el metóxido de sodio 36

13. Peligros y precauciones. 37

14. Observaciones. 37

VIII. CONCLUSIONES 38

IX. SUGERENCIAS 38

X. BIBLIOGRAFÍA 39

XI. ANEXOS 41

PANEL FOTOGRÁFICO 41

Costos de la producción de biodiesel 47

XII. GLOSARIO DE TÉRMINOS 48

INTRODUCCIÓN

Uno de los más grandes retos en el siglo XXI es la producción de combustible. El crecimiento desmesurado de la población exige una mayor demanda de combustible destinado al transporte, al igual que el desarrollo de las naciones producirá una mayor demanda de este.

Actualmente dicha demanda se suple con la extracción de combustibles fósiles, sabiendo que este es un recurso no renovable y demás de ser sobre explotado, los costos de su obtención son elevados, sin mencionar los daños al ambiente producidos por su extracción.

Una de las alternativas más prometedoras a los combustibles derivados del petróleo son los biocombustibles, que son combustibles líquidos obtenidos a base de materia biológica. El biocombustible que más comúnmente se produce es el bioetanol producida a base de la fermentación de los carbohidratos de las plantas.

El combustible que hemos producido es el biodiesel, un sustituto al diésel el cual es un derivado del petróleo. El biodiesel se produce principalmente de los cultivos con alto contenido de aceite como la soya y la canola, también puede producirse de la grasa animal y aceite vegetal que ya haya sido utilizado, siendo de esta forma un combustible renovable.

Siendo también importante el utilizar los residuos que quedan de la producción de biodiesel como es la glicerina, en el presente informe se mostrara una de las tantas alternativas para su uso, en este caso produciremos acuarelas líquidas, de las cuales la glicerina es una parte fundamental para estas.

En el presente informe explicare algunas de las características del biodiesel, su historia, el procedimiento de su producción, el aspecto químico, entre otros; además de poder darle un valor agregado al subproducto del biodiesel, la glicerina.

OBJETIVOS

Objetivo General

Producir biodiesel a base de aceite de cocina usado.

Objetivos Específicos

Producir acuarelas a base de glicerina obtenida en el proceso de fabricación del biodiesel.

Seguir todos los procedimientos establecidos para la producción del biodiesel.

Cumplir con las reglas de seguridad en el laboratorio.

MARCO TEÓRICO

HISTORIA DEL BIODIESEL

El biodiesel se obtiene por medio del proceso de transesterificación, también llamada alcohólisis, que es la reacción de una grasa o aceite con un alcohol (metanol o etanol) para formar ésteres y glicerol. Estos ésteres son conocidos como biodiesel. El proceso de transesterificación permite que el biodiesel sea apto para su uso en motores diésel. El biodiesel es un combustible limpio, biodegradable, no tóxico, renovable, que no contiene azufre y no necesita que se hagan adaptaciones al motor diésel convencional (Berrios y Skelton, 2008).

El biodiesel comenzó en 1853 con los científicos E. Duffy y J. Patrick con la idea de someter a los aceites vegetales a un proceso de transesterificación. Este proceso permitió a los científicos obtener una sustancia cuya viscosidad es inferior a la de su aceite de procedencia, aunque en ese entonces no le encontraron un uso específico.

La utilización de los biocombustibles líquidos (combustibles que provienen de la biomasa), entre ellos el biodiesel, es tan antigua como la de combustibles de origen fósil y de los motores de combustión. Hace más de 100 años Rudolf Diesel diseñó el prototipo del motor que lleva su nombre y lo presentó en la Exposición Mundial de París (1900); ya estaba previsto que funcionara con aceites vegetales. De hecho, las primeras pruebas se hicieron con aceite de cacahuate. Cuando el petróleo irrumpió en el mercado, éste era barato y de fácil disponibilidad. Ello determinó que uno de sus derivados, el gasóleo, rápidamente se convirtiera en el combustible más utilizado en el motor diésel (García Ongallo et al., 2008).

La crisis de los recursos petrolíferos de los años setenta, los ochenta y principios de los noventa, así como la búsqueda de la seguridad energética, y más recientemente los problemas ambientales —como la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero que propician el calentamiento global—, han sido los motores principales de la producción y uso de los biocombustibles, y del biodiesel en particular.

¿Quién fue Christian Karl Diesel?

Rudolf Christian Karl Diesel (París, 1858-Canal de la Mancha, 1913) fue un ingeniero alemán que vivió en París hasta 1870, fecha en que, tras el estallido de la guerra franco-prusiana, su familia fue deportada a Inglaterra. Desde Londres fue enviado a Augsburgo, donde continuó con su formación académica hasta ingresar en la Technische Hochschule de Munich, donde estudió ingeniería bajo la tutela de Carl von Linde. En 1880 se unió a la empresa que Von Linde poseía en París.

Su primera preocupación en materia de motores fue el desarrollo de un motor de combustión interna cuyo rendimiento energético se aproximara lo máximo posible al rendimiento teórico de la máquina ideal propuesta por Carnot. En 1890, año en que se trasladó a Berlín para ocupar un nuevo cargo en la empresa de Von Linde, concibió la idea que a la postre se traduciría en el motor que lleva su nombre.

Obtuvo la patente alemana de su diseño en 1892, y un año después publicó, con el título Theorie und Konstruktion eines rationellen Wäremotors, una detallada descripción de su motor.

Con el patrocinio de la Maschinenfabrik Augsburg y de las industrias Krupp, Diesel produjo una serie de modelos cada vez más eficientes que culminó en 1897 con la presentación de un motor de cuatro tiempos capaz de desarrollar una potencia de 25 caballos de vapor. La alta eficiencia de los motores Diesel, unida a un diseño relativamente sencillo, se tradujo rápidamente en un gran éxito comercial.

Los primeros motores automotrices modernos fueron

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