Control de calidad del biodiesel de aceite de algodón.

Resumen: T-091
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E
Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2006
Control de calidad del biodiesel
de aceite de algodón.
Diaz Yanevich, Claudia E. - Brachna, Daniel O. - Sánchez, César N. - López, Walter G. - Garro, Oscar
Facultad de Agroindustrias, Universidad Nacional del Nordeste, Cdte Fernández 755,
3700. P. R. Sáenz Peña, Chaco, Argentina. E-mail: [email protected]. T.E.: 03732-420137
ANTECEDENTES
El Biodiesel es un combustible obtenido por la reacción de transesterificación de un triglicérido con un alcohol,
típicamente metanol o etanol, utilizando hidróxido de sodio o de potasio como catalizador. Es adecuado para ser
utilizado en motores diesel, ya sea puro o en mezclas con gasoil.
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.
El Biodiesel presenta de 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.
Puede ser utilizado en cualquier motor diesel, sin que sea necesaria ningún tipo de modificación, y sus propiedades son
similares al combustible diesel de petróleo. Es posible, incluso, mezclar ambos en cualquier proporción sin problemas.
Al ser producido a partir de aceites vegetales o grasas de cualquier origen, o sea recursos renovables, produce una
ventaja neta en lo que se refiere al ciclo de carbono, no produciendo acumulación del mismo en el ambiente, dado que
lo que se genera al usarlo como combustible, se reutiliza durante el ciclo vegetativo de la oleaginosa empleada.
La Argentina presenta importantes ventajas para la elaboración de biodiesel porque en casi la totalidad de su territorio
se presenta algún producto agropecuario para la transformación en aceite tales como soja, girasol, maní, colza, palma,
algodón, etc.
La producción de biodiesel a partir de aceite de algodón es un proceso que requiere la puesta a punto de las condiciones
en que debe realizarse.
Si bien existe una gran cantidad de información publicada en producción de este combustible, es necesario conocer en
detalle la naturaleza, producción y propiedades del mismo.
El objetivo de este trabajo es mostrar los resultados obtenidos en la caracterización del biodiesel a partir de aceite de
algodón y también se pretende difundir los beneficios ambientales que presenta el uso de este combustible renovable, y
que se está imponiendo lentamente en el mundo para mitigar los problemas de contaminación.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se obtuvieron muestras de aceite de algodón de acuerdo al siguiente proceso:
• Prensado Mecánico: para el que se utilizó un extrusor.
• Filtrado: con filtro al vacío para la eliminación de impurezas.
• Desgomado: con agregado de agua 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.
Posteriormente se realizó la siguiente secuencia operativa para transformarlo en 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.
- 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.
Para la caracterización del biodiesel de aceite de algodón se emplearon las normas estipuladas por la Resolución 129/01
de la Secretaría de la Energía entre los que se encuentran:
• Alcalinidad: Norma ASTM D 664. (4). Por titulación con NaOH, disolviendo a la mezcla en tolueno/etanol y
usando fenoftaleína como indicador.
• Viscosidad Cinemática: Norma IRAM – IAPA 6597. (5). Utilizando viscosímetro.
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• Densidad: Norma ASTM D 1298. (6). Por picnometría
• Punto de Inflamación: ASTM D93. (7). Con el dispositivo de Pensky Martens.
• Contenido de Agua y Sedimentos: ASTM D 1796. (8). Por centrifugado.
También se obtuvieron muestras de biodiesel de otros aceites tales como aceite de soja y aceite usado de girasol y se
compararon algunas propiedades como ser alcalinidad, viscosidad cinemática y densidad con las muestras de biodiesel
de algodón.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Los valores obtenidos de los análisis realizados a las distintas muestras de biodiesel de algodón se muestran en la
TABLA 1.
TABLA 1 . Propiedades del biodiesel de algodón
Alcalinidad (mg de KOH/g)
Viscosidad Cinemática a 40ºC (centistokes)
Densidad (g/ml)
Punto de Inflamación (ºC)
Agua y sedimentos (%)
Biodiesel de aceite
de algodón
0.186
3.5
0.875
189
0.04
Por otra parte algunas de las especificaciones técnicas del biodiesel puro establecidas por la Norma 129/01 de la
Secretaría de la Energía se observan en la TABLA 2.
TABLA 2. Especificaciones Técnicas del Biodiesel
METODO ASTM (o IRAM
según el caso)
ASTM D664
PROPIEDAD
Alcalinidad
Viscosidad cinemática a 40 °C
Densidad
Punto de Inflamación
Agua y Sedimentos
IRAM – IAP A 6597
ASTM D1298
ASTM D93
ASTM D 1796
LIMITES
UNIDADES
0.50 max
mg KOH/g
3,5 a 5
0,875 a 0,900
100.0 min
0.05
centistokes
g /ml
°C
%
Comparando los datos obtenidos de los análisis realizados de las propiedades del biodiesel de algodón con las
especificaciones técnicas que debe reunir el biodiesel puro establecido por la Secretaría de la Energía se puede decir que
el biodiesel de aceite de algodón obtenido se encuentra dentro de los límites permitidos por la Norma 129/01 de la
Secretaría de la Energía.
Los valores obtenidos de los análisis realizados a las distintas muestras de biodiesel de otros aceites tales como aceite de
soja y aceite usado de girasol se muestran en la TABLA 3
TABLA 3 . Propiedades del biodiesel de otros aceites
PROPIEDAD
Alcalinidad
Viscosidad cinemática a 40 °C
Densidad
Biodiesel de aceite de Biodiesel de aceite
Soja
usado de Girasol
0.289
0.250
4.9
0.875
5
0.875
CONCLUSIONES
Los resultados del trabajo muestran que las muestras de biodiesel de aceite de algodón analizadas presentan propiedades
que están comprendidas en la Norma 129/01 de la Secretaría de la Energía.
También se puede observar que las propiedades de este biocombustible son semejantes a las de otros aceites vegetales.
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BIBLIOGRAFÍA
(1) Querini, C. 2003. Actas del XIII Congreso Argentino de Catálisis.
(2) AOCS Official Method Cd 3d-63
(3) Norma AOAC 925.10k.
(4) Norma ASTM D 664.
(5) Norma IRAM – IAPA 6597
(6) Norma ASTM D 1298.
(7) Norma ASTM D 93-02.
(8) Norma ASTM 1796.
(9) Ma, F.; Hanna, M. A. Biores. Tech. 1999, 70, 1.
(10) A.J.C. Andersen. 1965. Refinación de Aceites y Grasas Comestibles. Editorial C.E.C.S.A.
(11) A & G Libro 10ºAniversario Tomo II Recopilación de Artículos Técnicos. 2001
(12) Alton E. Bailey. Aceites y Grasas Industriales. Editorial Reverté Argentina SCA.