Tabla 1: De los 20 kg de grasa se obtuvieron 10 litros de aceite.
GRASA (kg) ACEITE (mL) 20 10000 De la valoración.
Para calcular la cantidad de hidróxido o lejía necesaria para la reacción. Se debe multiplicar el número de ml medidos en la valoración por el número de litros de aceite que se desea convertir en biodiesel.
Tabla 2: Valoración del aceite.
VALORACION ACEITE ALCOHOL IP
GASTO NAOH (mL) (mL) (mL) 1 1 10 3.50 2 1 10 3.53 3 1 10 3.47
Promedio del gasto de NaOH 3.5 mL, con ello utilizaremos 3.5 gr. de NaOH por cada litro de aceite.
De la valoración se obtuvo 3.5 mililitros de gasto, con ello cada litro de aceite necesita 3,5 gr de NaOH o lejía para la reacción. Es decir por cada litro de aceite que se vaya a convertir en biodiesel.
(Mililitros gastados de solución de NaOH) (Litros de aceite) = Cantidad de NaOH a utilizar
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De la preparación de metóxido.
Tabla 3: cantidad de metóxido.
ACEITE NaOH METANOL METOXIDO
(mL) (mL) (mL) (mL)
1000 3.5 200 203.5
Como se menciono anteriormente la cantidad de metanol necesario es del 20% en masa o del 20% en volumen de la cantidad de aceite a utilizar.
Para un litro de aceite se necesitara el 20% de metanol; es decir 200 ml de alcohol.
Del proceso de transesterificación.
Tabla 4: Cuadro en el que se muestra las cantidades de materia prima, las condiciones de reacción y productos obtenidos en mililitros.
METOXIDO ACEITE T (°C) TIEMPO DE BIODIESEL GLICERINA OTROS
(mL) (mL) DEL ACEITE (°C) REACCION (segundos) (mL) (mL) (mL) 203.5 1000 30 300 603.28 560.89 39.33 203.5 1000 35 300 727.12 470.72 5.66 203.5 1000 40 300 762.33 430.03 11.14 203.5 1000 45 300 808.16 389.23 6.11 203.5 1000 50 300 900.42 298.16 4.92 203.5 1000 55 300 955.66 244.21 3.63 203.5 1000 60 300 881.54 318.12 3.84 203.5 1000 65 300 806.25 390.33 6.92
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Para el rendimiento de biodiesel.
El rendimiento se calculara en base a la cantidad de aceite utilizado como materia prima y la cantidad de biodiesel obtenido en la reacción.
Tabla 5: Productos obtenidos en porcentaje.
Nº PRUEBA BIODIESEL GLICERINA OTROS
(%) (%) (%) 1 60.328 56.089 5.609 2 72.712 47.072 4.707 3 76.233 43.003 4.300 4 80.816 38.923 3.892 5 90.042 29.816 2.982 6 95.566 24.421 2.442 7 88.154 31.812 3.181 8 80.625 39.033 3.903
Según los datos obtenidos, trabajando con el aceite a una temperatura de 55 ºC se logra el mejor rendimiento en obtención de biodiesel como se observa en el cuadro anterior.
% BIODIESEL = (955.66 mL/1000 mL) (100) % BIODIESEL = 95.566
% BIODIESEL = (mililitros de BIODIESEL/mililitros de aceite) (100)
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GRAFICO 1: Producción de biodiesel, usando aceite a distintas temperaturas.
GRAFICO 2: Comparación del rendimiento de biodiesel en base a la producción por materia prima; así mismo se muestra la acidez de cada una de las materias.
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CAPITULO IV
DISCUSION DE RESULTADOS
Como primera observación de los resultados obtenidos, debe destacarse el mayor porcentaje utilizando el aceite a una temperatura de 55 ºC en la obtención de biodiesel, tal como se observa en la tabla 4 y grafico 1 respectivamente.
En la grafica 1, observamos que a medida se aumenta la temperatura del aceite la producción de biodiesel aumenta, hasta un determinado punto
Es necesario mencionar que la tendencia que asume la temperatura del aceite en un principio es lineal. Se aumenta la temperatura y aumenta la producción de biodiesel, es lógico para una reacción. Sin embargo se observa que a una temperatura del aceite mayor de 60 ºC la producción de biodiesel decrece. De la anterior observación si la temperatura del aceite es muy elevada la
producción se biodiesel decae, comportamiento raro, ya que si el aceite entra caliente aprovecha todo el tiempo de conversión establecido, esto deducido de las anteriores pruebas en donde la conversión es menor. Esto podría explicarse en lo expuesto en la presencia de ácidos grasos libres ya que se observo presencia de jabón.
Se observo que las resultados bajos en la obtención de biodiesel cuando el aceite está por debajo de los 45ºC, es porque al entrar en el reactor parte del tiempo establecido para la reacción lo utiliza acondicionándose. Y realiza una conversión lenta. Es decir que si asumiéramos tiempos mayores en el reactor la conversión del aceite seria igual independiente de su temperatura.
Para que la reacción química se produzca sin problemas se debería calentar el aceite entre los 50 y 55º C.
El cálculo hecho en la determinación de la cantidad de NaOH a utilizar por litro de aceite, está basado en la determinación del grado e índice de acides en los aceites. Para este trabajo se obtuvo el valor de 3.5 como se observa en la tabla 2.
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CAPITULO V CONCLUSIONES
En la transesterificación según lo observado las variables más importantes son la temperatura, y el tiempo de residencia, estas pueden ser controladas de mejor manera para así obtener el rendimiento óptimo
El índice de acidez del aceite es muy importante en la reacción ya que de ello dependerá una buena reacción de transesterificación por medio alcalino.
De acuerdo a lo experimentado, comprobamos que esta es la vía mas fácil para producir biodiesel, ya que es la más económica, ofreciendo ventajas como una elevada conversión, con pocas reacciones secundarias y reducido tiempo de reacción. Para un 95% obtenido se dice que el resultado es favorable.
Con lo expuesto en nuestra hipótesis, finalmente comprobamos que es verdadera. La temperatura del aceite de grasa de pollo influye en las condiciones de reacción de álcali – transesterificación y por lo tanto en la productividad de biodiesel.
A menores temperaturas la reacción es deficiente, el aceite no fluye y no se mescla eficientemente. A altas temperaturas el aceite no logra un buen rendimiento de biodiesel. Como se menciono para que la reacción química se produzca sin problemas se deberá calentar el aceite entre los 50 y 55º C.
De la comparación de resultados con otras materia primas concluimos que la grasa de pollo efectivamente es una buena materia para la producción de biodiesel tal y como se observa en el Grafico 2.
El proceso global de producción de biodiesel se puede obtener a través de un simulador en el cual se puede mostrar el contenido basado en los ácidos grasos presentes en el aceite. Experimentalmente se obtiene con la ayuda de un cromatógrafo en el cual nos da los valores de los componentes que presenta el aceite o el biodiesel.
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CAPITULO VI
RECOMENDACIONES
Es necesario que el alcohol tenga una pureza del 99%.
Al Preparar el metóxido empezó a calentarse mucho y a desprender vapor de metanol. La reacción tardó 15 minutos aproximadamente. Siempre hay que preparar el metóxido en recipientes cerrados, aunque por entonces nosotros no lo sabíamos.
Advertencia: se debe tratar al metóxido de sodio con extremo cuidado. No respirar sus vapores. Si se cae sobre la piel produce una quemadura que muchas veces no se nota porque va matando los nervios. Hay que lavar la zona con muchísima agua. Cuando se manipula metóxido de sodio se debe tener siempre cerca agua corriente.
El metóxido de sodio también es muy corrosivo para las pinturas. La lejía reacciona con el aluminio, el estaño y el zinc. Se puede utilizar recipientes de vidrio, acero inoxidable, o esmaltados. Los mejores son los de acero inoxidable. El metóxido de sodio es una substancia alcalina muy corrosiva. Cuando se
trabaje con metóxido respetar todas las medidas de seguridad, tener cerca un grifo de agua corriente y una botella de vinagre. Si salpica en la piel, empapar la zona afectada en vinagre y enjuagarla bajo el grifo con mucha agua.
55ºC es una temperatura apropiada en la reacción, Si se calienta demasiado el metanol se evaporará (el metanol hierve a 64,7ºC).
Con el agitador en marcha, añadir el metóxido al aceite cuidadosamente. La reacción comienza de inmediatamente, transformando la mezcla en un líquido dorado y cristalino. Seguir agitando durante 30 minutos a temperatura constante, y lo dejamos reposar; se obtiene el biodiesel quedando en el fondo la glicerina. Tener cuidado con la valoración, realizarla varias veces, sólo para asegurarse y
así conseguir un biodiesel de gran calidad.
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CAPITULO VII