Tecnología Biodiesel

1.-Principales tecnologías empleadas, descripción y diagramas. Actualmente existen diversas tecnologías desarrolladas principalmente para la transesterificaci transesterificación ón de aceites vegetales limpios en medio básico. Las diferencias entre las tecnologías desarrolladas radica rad ican n en la mat materi eria a pri prima ma uti utili liada ada,, don donde de pue puede de ser ace aceite ite veg vegeta etall li limpi mpio o o bie bien n ace aceite ites s reutiliados, donde se re!uiere un pretratamiento antes del proceso de transesterificación. 1.1-Procesos continuos 1.1.1.- "ecnología "ecnología #en$el para transesterificación %l nivel de la tecnología y la estandariación del proceso permite traba&arlo en forma continua. %l proceso #en$el fue dise'ado fue dise'ado para utiliar distintos vol(menes de aceites y emplea un paso pas o de des destil tilaci ación. ón. %l pro proces ceso o con const sta a de dos rea reacto ctores res tub tubula ulares res seg seguid uidos os de tan tan!ue !ues s de sedimentación, la presión de operación se encuentra entre )**,*** + **,*** Pa y la temperatura )-/. La glicerina se retiene en los separadores y el 0ster se purifica por destilación. La calidad del 0ster resultante es buena, presenta buen color, alta purea, ba&o porcenta&e de glic0ridos, así como la calidad de la glicerina es cercana al 23 de purea. %l contenido de glicerina libre en el biodiesel es muy alto 45*.*236 para su uso como combustible, por tal raón, se pierde un residuo entre el )3 y 3 del biodiesel obtenido.

7igura 18 Proceso #en$el. 1.1.2 Proceso de degliceroliaci degliceroliación ón continua 49:6 para transesterificación %n 11 se presentó el proceso de transesterificaci transesterificación ón continua a ba&a presión, !ue utilia columnas de reacción y separadores centrífugos. 9onsta de un ciclo cerrado para la reacción con el alco;ol,

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y un segundo ciclo de agua para la extracción de glicerina y lavado del 0ster. La primera planta producía 1 tonelada mil toneladas < a'o, con la cual se lograron los (ltimos detalles para la construcción de una planta grande en %uropa. a6 Planta industrial para producción de biodiesel %sta planta para la producción de >* mil toneladas por a'o traba&a a máxima capacidad. Lo nuevo en es este te pr proc oces eso o es el ma mane ne&o &o ef efic icie ient nte e de dell fl flu& u&o o a co cont ntra raco corr rrie ient nte e en lo los s re react actor ores es de transesterificación, transesterificaci ón, !ue normalmente se lleva a condiciones condiciones an;idras. %n la figura 2 se muestra el proceso. %l biodiesel procedente de la reacción de transesterificación entre el metanol, la oleaginosa 4aceite vegetal6 y el cataliador 4/?#6, se lleva a una etapa de separación y lavado en la cual se retiran las traas traas de cat catali aliad ador or !ue no alc alcan anan an a rea reacci cciona onar, r, así com como o el met metano anoll !ue tam tampoc poco o reaccionó. %n la fase siguiente se contin(a separando el biodiesel !ue se lleva a almacenamiento y la glicerina se lleva a un proceso de purificación. %l biodiesel así obtenido es sometido a pruebas de control de calidad.

7igura 28 Proceso de degliceroliación continua 49:6 para transesterific transesterificación. ación. Las venta&as de esta tecnología son8 @ Planta compacta





@ Ba&o consumo de energía @ %xcelente calidad del producto @ Alta consistencia y estándares de calidad. 1.1. Proceso continuo para la producción de biodiesel - Ballestra Ballestra C.p.A. es una empresa italiana fundada en el a'o de 1D*. Ballestra produce plantas y ma!uinaria en el sector de la industria !uímica para el proceso de aceites y grasas, sistemas de integración y control para plantas industriales, producción y comercialiación de biodiesel. #a desarroll desar rollado ado un proce proceso so conti continuo nuo de tran transeste sesterifi rificació cación n de acei aceites tes veget vegetales. ales. La reacc reacción ión de transesterificación comprende  fases con un exceso de metanol con respecto a la cantidad este!u est e!uiom iom0tr 0trica ica,, se emp emple lea a un álc álcali ali met metila ilado do en una sol soluci ución ón an; an;idr idra a de met metano anoll com como o cataliador. %l %l metanol y el cataliador se dosifican y se recirculan en los tres pasos de la reacción dentro de las condiciones establecidas. La temperatura de la reacción es menor *E9 y la presión es de máximo *. bar. %l tiempo de residencia es inferior a 2 ;oras y en el final del proceso de transesterificación se separan las dos fases. La fase liviana contiene principalmente metil 0ster= su proceso de separación consiste en lavar el metanol sin reaccionar con soluciones acuosas. La fase pesada contiene principalmente glicerina= su proceso de purificación comprende neutraliación, separación del metanol !ue no ;a reaccionado, dilución con las aguas del lavado del proceso de purificación del metil 0ster, separación de &abones formados en el proceso de neutraliación y concentración final por encima del >*3. La glicerina parcialmente refinada se puede entregar como tal a los destiladores especialiados. %n forma opcional, la planta puede incluir pre-tratamiento de la materia prima y el procesamiento de la glicerina al grado farmac0utico 45 .F36.

7igura 8 :iagrama del proceso Ballestra. 1.1.) "ecnología de ?ceanAir %nvironmental





a6 Iefin Iefinerí ería a de bi biodi odiese esel. l. La capacida capacidad d de producc producción ión de la planta planta es de 1* mil millon lones es de galones < a'o de biodiesel. La planta ;a procesado aceites de la soya, maí, canola y aceites usados. La planta tambi0n puede mane&ar grasa animal. b6 Ief efiine nerría de de gl glic icer eriina na.. La La cap capac aciida dad d de de pr prod oduc ucci ción ón de la la pl plan antta es es de de 12 12 mi millo lon nes de libras de glicerina < a'o. %ste subproducto de la planta del biodiesel 4glicerina cruda6 se refina con calidad comercial, industrial y HCP. La planta tambi0n puede producir glicerina cruda para ser procesada por otras plantas especialiadas. 1.1. "ecnología del Pacific Biodiesel Jnc. %mpresa pionera en la producción comercial de biodiesel en los %stados Hnidos creada en 1D. 9onstruyó su primera planta en Gagano + Kapón. La materia prima utiliada para la producción del biodiesel es obtenida de aceites vegetales, aceites usados y grasas animales. Pacific Biodiesel Jnc, traba&a con el proceso desarrollado por la Hniversidad de Jda;o, !ue adiciona metano met anoll y un cat catali aliad ador or a los ace aceit ites es veg vegeta etales les y gra grasas sas ani animal males es pro produc ducien iendo do bio biodie diesel sel y glicerina. La empresa procesa más de )* toneladas de aceites usados al mes. 9omercialia el biodiesel en varias de las islas de #aai. Las plantas construidas e instaladas por Pacific Biodiesel Jnc, tiene dos configuraciones8 2** mil galones ** mil galones
El proceso más utilizado para producir biodiesel a escala industrial se basa en la transesterifcacion de los triglicéridos del aceite con metanol para ormar los





debido a &ue la solucin catalítica de metilato con metanol es libre de agua, lo &ue permite alcanzar rendimientos de conversin aun más altos, costos de purifcacin más bajos y mejor calidad. 'a ausencia de agua generara menos compuestos compuestos no deseado deseados s (jabones) (jabones),, además además el manejo manejo de una solucin solucin de metanolmetileno de sodio tiene re&uerimientos de seguridad muy parecidos a los del metanol, por lo &ue simplifca las normas de seguridad de la planta. $oy en día las plantas &ue se construyen a nivel mundial son del tamao estandarizado (*++.+++, ++.+++ toneladas por ao) por&ue las empresas &ue abrican estas plantas logran así economías al momento de concebirlas. $asta a-ora, se construyen plantas relativamente pe&ueas, &ue no entran en estos estándares por&ue la demanda no era muy uerte. in embargo, la demanda mundial por biodiesel -a aumentado uertemente por las legislaciones &ue se adoptan adoptan en muc-os países países &ue establecen establecen niveles niveles mínimos de mezcla mezcla en los *+ pr/imos aos. En base a estos datos, parece razonable disear una planta de *++.+++ toneladas por ao de biodiesel en base a aceite de raps, &ue permitirá abastecer la necesidad en el sector de transporte para cumplir con la obliga obligaci cin n de vender vender 0 y tener tener margen margen para para aument aumentar ar esta esta propo proporc rcin in o venderlo a otras empresas distribuidoras de petrleo diésel. El volumen de anual de biodiesel a producir es sufciente para justifcar el uso de una tecnología continua. 'as economías de la escala debido al tamao de la planta son más importantes con e&uipos trabajando en ciclo continuo. 1demás, el tamao de e&uipos e&uipos tendría &ue ser muy grande grande para alcanzar la cantidad a tratar, un proceso continuo permitirá tener menos operadores en la planta. Factores

Proceso Henkel

Proceso Ballestra

Molumen de aceite Purea "emperatura Presión "iempo de reacción Producción

Mariante Alta )-/ )**,*** + **,*** Pa Go estimado Go estimada

Mariante Alta *E9 *, bar 2 ;rs. 1* mil toneladas
La tecnología seleccionada es la Ballestra, debido a !ue presenta condiciones menos engorrosas de traba&o y presenta una gran producción anual. 2 Patentes involucradas.





Anexo 1 'a planta trabajara con el aceite de raps directo es decir, se lo comprara a empresas &ue e/traigan el producto, sin embargo se cree necesario e/plicar y detallar como se obtiene este aceite desde su cosec-a.

Obtención del aceite El proceso de obtencin de aceite por prensado y e/traccin por solvente es un proceso bastante parecido de una empresa a otra. 'as dierentes etapas &ue lo constituyen son las mismas, slo cambia la tecnología de algunos e&uipos, por ejemplo el e/tractor por solvente. 2escribimos a continuacin los pasos de la







Lavado del grano :1ntes de entrar a la planta, es necesario lavar la semilla para para evitar evitar &ue entre entren n partic particula ularr e/tra e/traas as &ue podrí podrían an perjud perjudica icarr tanto tanto la calidad de los productos fnales como la integridad de las -erramientas. e suele aplicar tres tipos de tratamiento &ue se siguen y pueden concentrarse en un solo e&uipo. e aplica una aspiracin para remover los polvos, cáscaras y otros vegetales presentes. 4n fltrado fno permite remover la arena y otras piedras piedras todavía presentes presentes mediante mediante el uso de tamices tamices por ejemplo. ejemplo. 5or 5or fn, el grano pasa por una serie de imanes &ue permiten recuperar las partículas metálicas fnas. Chan Chanca cado do del del gr gran ano: o: El gran grano o prep prepar arad ado o entra entra en una -erra -errami mient enta a de c-ancado (6crus-ing6) cuyos rodillos fjados tienen una separacin estrec-a de manera de romper la capa superior del grano. El mac-acador sirve para romper la más grande cantidad de grano sin aectar la calidad del aceite. El grueso ptimo de la escama de raps se coloca entre +,% y +,%7mm, por&ue un grueso inerior da un grano muy rágil y uno superior baja el rendimiento de e/traccin de aceite. Cocció Cocción n del grano: grano: 'as escamas pasan por una serie de -ornos apilados calentado calentados s por vapor vapor o eléctricam eléctricamente. ente. Este calentami calentamiento ento permite permite romper romper térmic térmicame amente nte las celdas celdas aceit aceitosa osas s &ue resis resistie tiero ron n al c-anca c-ancado, do, reduc reducir ir la visc viscos osid idad ad del del acei aceite te para para prom promov over er la reuni reunin n de las las gota gotas s de acei aceite te,, aume aument ntar ar la velo veloci cida dad d de diu diusi sin n de la tort torta a prep prepar arad ad en el sist sistem ema a y neutralizar las enzimas -idrolíticas. Esta etapa permite también ajustar el nivel de -umedad, lo &ue asegura un mejor prensado. 1l principio, la temperatura se lleva a unos 7+8+9# de manera de desactivar enzimas &ue podrían aectar la calidad de los productos fnales. El ciclo continuo de coccin puede durar *: a + minutos, con temperaturas entre 7+ y *+:9#, lo mejor siendo alrededor de 779#.





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