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• Angela Chumioque Garcia

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OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo Facultad de Ingeniería Química e Industrias Alimentarias

Proyecto de Obtención de Biodiesel por Transesterificación del Aceite de Canola Autores: Alarcón M. Kiuly/ Guzmán C. Diana/ Lachos P. Daniel/ Torres M. Paulo

Curso: Diseño de Plantas Industriales I - Informe N°1 – Capitulos I, II y III ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

1

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

Profesor: MSc. P. Angeles Ch.

INDICE INDICE

INDICE

INDICE DE TABLAS

DE

ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

2

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

CUADROS INDICE DE GRAFICOS INDICE DE FIGURAS INTRODUCCION 1.1. PRODUCTO: BIODIESEL 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6

Definición e Historia Aplicación del Biodiesel - Biocombustibles obtenidos a partir de Biodiesel Ventajas y Desventajas del Biodiesel Principales emisiones del Aceite Diesel Comparación promediada de las emisiones del Biodiesel mezclado y el Aceite Diesel Comparación entre el Biodiesel y Aceite - Propiedades del Biodiesel - Propiedades físicas y químicas del Biodiesel vs -

Diesel del Petróleo Biodegradabilidad

23 29 29 30 32 32 32 32 33 34 35 35 36 36 38 38 39 39 -

pie

1.2. MATERIA PRIMA

da

1.2.1 Aceite de Canola -

Información nutricional del Aceite de Canola o Colza Características Composición Química Propiedades del Aceite de Canola o Colza Propiedades Físicas y Químicas Precio del Aceite de Canola

1.2.2 Proyección de siembra de Canola en el Perú -

de s 1 . 2 .

Definición Origen Historia Descripción Cultivo de la Canola Producción Mundial Usos

3 M e 3 6 8 9 10 11 12 12 16 18 18 20

t a n o l -

His tori a

20 21 21 ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

Pro

3

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

-

Propiedades Precauciones Usos Biometanol Precio Mundial del Metanol

45 45 49 50 50 51 52 52 52 53 53 54 55 55 56 56 56 59 59 61 61 62 62 62 65 66 68 - D

1.3. ANALISIS DEL MERCADO 1.3.1.

ANALISIS DE LA DEMANDA

A.

CONSUMO HISTORICO (CNA) -

1.3.2

Producción Nacional Importaciones Exportaciones

B.

TASA DE CRECIMIENTO

C.

ESTIMACION DE LA DEMANDA FUTURA

D.

DEMANDA INSATISFECHA ANALISIS DE LA OFERTA

A. TIPO DE OFERTA B. PRODUCTORES NACIONALES -

Industrias del Espino S.A HeavenPetroleumOperators S.A PureBiofuels del Perú S.A.C

C. ANALISIS DE LA COMPETENCIA 1.3.3

ANALISIS DEL PRECIO

e

A. TIPO DE PRECIO - Precio de Referencia FOB

v

B. ESTIMACION DEL PRECIO 1.3.4

a

ANALISIS DE LA COMERCIALIZACION

l

A. CANAL DE DISTRIBUCION

u

1.4

IMPORTACIONES

a

1.5

EXPORTACIONES

c

1.6

INFLUENCIA DE LOS INDICADORES ECONOMICOS

i

-

Producto Bruto Interno Inflación Balanza Comercial Desempleo

ó n 40 40 40 42 43 43 44 44 44 44

ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

4

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

-

Consumo per Capita

1.7

70

TAMAÑO DE LA PLANTA 1.7.1

71

ANALISIS DE LOS FACTORES DETERMINANTES - Tamaño de la Planta y la Demanda Insatisfecha - Tamaño de la Planta y la Materia Prima e Insumos - Tamaño de la Planta y Tecnología de los Equipos - Tamaño de la Planta y el Financiamiento

1.7.2

DETERMINACION DEL TAMAÑO DE PLANTA

71 71 71 72 72

1.8 CONCLUSIONES

72

APENDICE

73

ANEXOS

73

BIBLIOGRAFIA

75 81 131

68

ÍNDICE DE TABLAS ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

5

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.1 Producción del Biodiesel en el Mundo en el año 2008 1.2 Propiedades del Biodiesel 1.3 Comparación de las Propiedades Físicas y Químicas del Diesel del Petróleo y Aceites de Girasol y de Colza 1.4 Calores de Combustible y Numero de Cetano de algunos tipos de Biodiesel, Productos con diferentes Materias Primas 1.5 Comparación de las Propiedades Físicas y Químicas Promedio del Biodiesel y del Diesel del Petróleo indicándose las Normas ASTM establecidas

para

obtener

una

calidad

uniforme

de

los

Combustibles 1.6 Producción de Aceite de Cultivo Vegetales 1.7 Propiedades Comparativas del Diesel con Biodiesel a partir de Aceite de Canola con Metanol y Etanol 1.8 Comparación de Propiedades Físicas y Químicas del Aceite de Canola con otros Aceites 1.9 Precio Anual del Aceite de Canola por Tonelada Métrica a nivel Mundial 1.10

Principales Países Productores de Canola – 2007 (miles

de toneladas) 1.11 Precio del Metanol por año ($/Tn) 1.12 Producción de PetroDiesel 2 en Barriles/año 1.13 Producción de Petróleo Diesel B2 en Barriles/año 1.14 Producción de Biodiesel B2 en Barriles/año 1.15 Producción de PetroDiesel 2 del 2002 al 2008 y Diesel

1.33

2

1.34

8 3

0 1.35 1.36 3 1 1.37 1.38 3 4 1.39 1.40 3 5 1.41 1.42 3 1.43

9 4

1.44

4 4

1.45

5 4

1.46

6 4

B2 del 2009 al 2010 en Barriles/año y TM/año 1.16 Importaciones de Diesel 2 en los últimos 9 años

7 1.47 1.48 4

(TM/año) 1.17 Exportaciones de Diesel 2 en los últimos 9 años

1.49

8 4

1.50

8 5

1.51

0 5

1.52

1 5

1.53

7 6

1.54

4 6

(TM/año) 1.18 Demanda Futura de Biodiesel en el Perú 1.19 Precios del Biodiesel den Europa, Asia y EEUU en el 2009 1.20 PBI en el Perú durante los Últimos 10 años 1.21 Inflación (%) en el Perú en los últimos 10 años 1.22 Balanza Comercial (millones de dólares) en el Perú en los últimos 10 años 1.23 1.24 16 1.25 22 1.26 1.27 24 1.28 1.29 27 1.30 1.31 1.32 ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

6 1.55 1.56 6 7 1.57

6

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.58 1.59

Tasa de Desempleo en el Perú (%) Tipo de Cambio y Devaluación (Julio 2009)

1.60

1.95

8 1.96

1.61 1.62 1.63 1.64 1.65 1.66 1.67 1.68 1.69 1.70 1.71 1.72 1.73 1.74 1.75 1.76 1.77 1.78 1.79 1.80 1.81

1.97 1.98 1.99 1.100 1.101 1.102 1.103 1.104 1.105 1.106 1.107 1.108 1.109 1.110 1.111

1.112 1.113 1.114 1.115 1.116

1.83

1.117

1.84

1.118

1.85

1.119

1.86

1.120

1.87

1.121

1.88

1.122

1.90 1.91 1.92 1.93 1.94 ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

7 0

1.82

1.89

6

1.123 1.124 1.125 1.126 1.127 7

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1.128

1.129ÍNDICE DE CUADROS 1.130 1.1 Propiedades Físicas y Químicas del Aceite de Canola Refinado 1.2 Clasificación Científica 1.3 Propiedades Químicas y Físicas del Metanol 1.4 Información General de Industrias del Espino S.A. 1.5 Información General de HeavenPetroleumOperators S.A. 1.6 Información General de PureBiofuels del Peru S.A.C. 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 1.28 1.29 1.30 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35 33 1.36 36 1.37 42

1.69

1.38

5

1.39

3 5

1.40

4 5 5

1.41 1.42 1.43 1.44 1.45 1.46 1.47 1.48 1.49 1.50 1.51 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.58 1.59 1.60 1.61 1.62 1.63 1.64 1.65 1.66 1.67 1.68

INDICE DE GRAFICOS 1.70

1.1 Producción Mundial de Biodiesel en el 2007 (TM) 1.2 Producción Mundial de Biodiesel en el 2008 1.3 Emisiones Producidas por un Auto Mercedes Benz cada 40000 Km recorridos, Utilizándose como Combustible RME al 20% y Aceite Diesel 1.4 Producción de PetroDiesel 2 en el Perú ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

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1.5 Producción de Petróleo Diesel B2 en el Perú 1.6 Producción de Biodiesel en el Perú 1.7 Producción de PetroDiesel 2 del 2002 al 2008 y Diesel B2 del

64 1.45 67 1.46 70 1.47 72 1.48

1.32 15 1.33 15 1.34 1.35 1.36 21 1.37

46

1.38

46

1.39

47

1.40 1.41

ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

50 1.44

2009 al 2010 en el Perú 1.8 Importaciones de Biodiesel en el Perú 1.9 Exportaciones de Diesel en el Perú 1.10 Producto Bruto Interno (1992 - 2010) 1.11 Balanza Comercial en el Perú en los últimos 10 años 1.12 PBI per Capita (1991 - 2009) 1.13 1.13 Factor Determinante 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 1.28 1.29 1.30 1.31

1.42

1.43

48 49

1.49 1.50 1.51 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.58 1.59 1.60 1.61 1.62 1.63 1.64 1.65 1.66 1.67 1.68 1.69

9

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.70

ÍNDICE DE FIGURAS 1.71

1.1 Flor de la Canola 1.2 Fórmula Molecular del Metanol 1.3 Costos del Biodiesel en el Mundo 1.4 Comercialización del Diesel 2 y Diesel B2 de la Planta de OSINERMIN 1.5 Canal de Distribución Ideal 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 1.28 1.29 1.30 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35 1.36 1.37 1.38 1.39 1.40 1.41 1.42 35 1.43 40 1.44 56 1.45 1.46 60

1.47

6 1

1.48 1.49 1.50 1.51 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.58 1.59 1.60 1.61 1.62 1.63 1.64 1.65 1.66 1.67 1.68 1.69 1.70 1.71 1.72 1.73 1.74 1.75 1.76 1.77 1.78 1.79 1.80 1.81 1.82 1.83 1.84 1.85 1.86 1.87 1.88 1.89

1.90 1.91

1.92 1.93 1.94 ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

10

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.95 1.96 INTRODUCCION

1.97 1.98

En una época de globalización y de alta competitividad de productos o

servicios, es necesario estar alerta a las exigencias y expectativas del mercado, para ello es de vital importancia hacer uso de técnicas y herramientas, una de ellas es llevar a cabo un estudio de mercado. 1.99 1.100 El presente estudio nos permite y facilita la obtención de datos, procesados mediante herramientas estadísticas para obtener la aceptación o no de nuestro proyecto. 1.101 1.102 Los resultados que se proporcionaron nos permitieron tener una amplia visión sobre la posibilidad de instalar dicha planta en cualquier región industrial en el Perú, generando de esta manera puestos de trabajo para profesionales, técnicos y obreros; además de fomentar el desarrollo industrial y comercial de nuestro país.

1.103 1.104 1.105 1.106 1.107 1.108 1.109 1.110 1.111 1.112 1.113 1.4. PRODUCTO: BIODIESEL 1.4.1. DEFINICION E HISTORIA 1.114 1.115 El biodiesel, es todo combustible liquido compuesto por una mezcla de esteres alquílicos obtenidos mediante la reacción química de transesterificación o conversión de ácidos grasos a esteres metílicos o esteres etílicos. Se fabrica a partir de aceites vegetales, que pueden ser ya usados o sin usar. En este ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

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último caso se suele usar Canola, y soja, los cuales son cultivados para este propósito. El principal productor de biodiesel del mundo es Alemania que concentra el 63% de la producción. Le sigue Francia con el 17%, Estados Unidos con el 10%, Italia con el 7%, Austria con el 3%. [1] 1.116 1.117 Según la definición de American StandardsforTesting and Materials (ASTM), el concepto de Biodiesel es: Ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de lípidos renovables tales como aceites vegetales y que se emplea en los motores de ignición por compresión (motores diesel) o en calderas. [2] 1.118 1.119 Otros autores lo definen como un combustible alternativo producido a partir de materias de base combustible

renovables, como los aceites vegetales, es un

líquido no contaminante y biodegradable. Químicamente son

ésteres de metilo o de etilo, con cadenas largas de ácidos grasos. [3] 1.120 1.121 El Biodiesel se produce a partir de los aceites vegetales y animales convirtiendo estos a ésteres de etilo, a través de una reacción

química

denominada transesterificación, usando etanol o metanol en presencia de un catalizador básico o ácido. [4] 1.122 1.123 El Biodiesel hoy en día se restringe, de forma exclusiva, a mezclas de monoalquilesteres de ácidos grasos obtenidos a partir de lípidos renovables, como aceites y grasas de origen vegetal o animal (Vicente, Martínez, y Aracil, 2001; Mittelbach y Remschmidt, 2004). [A] 1.124 1.125 Corresponde a un combustible renovable, derivado de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, obtenido a través de un proceso industrial relativamente simple de transesterificación del aceite vegetal o animal. Después del proceso y a diferencia del aceite que le dio origen, el biodiesel (Ester metílico) tiene una viscosidad semejante a la del diesel derivado del petróleo y puede reemplazarlo en los usos más comunes. [B] 1.126 1.127 El biodiesel, desde el punto de vista de la inflamabilidad y toxicidad, es más seguro que el gas-oil proveniente del petróleo, no es peligroso para el ambiente y es biodegradable. 1.128 1.129 Es un combustible elaborado a partir de aceites vegetales o grasas animales, apto como sustituyente parcial o total del diesel, sin que resulten necesarias conversiones, ajustes o regulaciones especiales del motor. [5] 1.130

ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

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1.131 El biodiesel reduce las emisiones de compuestos causantes de cáncer en un 75 a 90 por ciento en comparación con los de diesel de petróleo de escape. Además, el biodiesel es el único combustible alternativo para completar los efectos de pruebas requisitos de la Ley de Aire Limpio. El biodiesel se puede hacer de cualquier aceite vegetal o grasa. [6] 1.132 1.133 El biodiesel se destina a ser utilizado como un sustituto para el combustible diesel de petróleo, o puede ser mezclado con diesel de petróleo en cualquier

proporción.[7]

1.134 El biodiesel se produce mediante el aceite de canola, que viene de la semilla

de

canola,

a

través

de

un

proceso

de

refinería

llamada

transesterificación. Este proceso es una reacción del aceite con un alcohol para eliminar la glicerina, que es un subproducto de la producción de biodiesel. Puro, 100% de biodiésel - llamado B100 - se pueden mezclar en cualquier proporción con diesel de petróleo. Las mezclas más comunes son el 2% (B2), 5% (B5) y el 20% (B20). [8] 1.135 1.136 El Biodiesel es producido a partir de organismos biológicos, como los aceites vegetales y grasas animales, producen menos emisiones, y proporciona una mejor lubricación que el diesel de bajo azufre. [9] 1.137 1.138 El Biodiesel de canola, además, suministra subproductos de mucha aceptación en los mercados, lo que le mejora su rentabilidad. 1.139 1.140 Debido a su perfil de emisiones limpias, facilidad de uso, y muchos otros beneficios, el biodiesel se está convirtiendo en uno de los combustibles alternativos con mayor crecimiento en el mundo. Con el biodiesel la subvención mínima es el costo competitivo con el diesel de petróleo, y millones de usuarios que se encuentran y han disfrutado de los beneficios del combustible. 1.141 1.142 El uso por primera vez de aceites vegetales como combustibles, se remontan al año de 1900, siendo Rudolph Diesel, quien lo utilizara por primera vez en su motor de ignición - compresión y quien predijera el uso futuro de biocombustibles. [10] 1.143 Durante la segunda guerra mundial, y ante la escasez de combustibles fósiles, se destacó la investigación realizada por Otto y Vivacqua en el Brasil, sobre diesel de origen vegetal, pero fue hasta el año de 1970, que el biodiesel se desarrolló de forma significativa a raíz de la crisis energética que se sucedía en el momento, y al elevado costo del petróleo. [11] ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

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OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.144 Las primeras pruebas técnicas con biodiesel se llevaron a cabo en 1982 en Austria y Alemania, pero solo hasta el año de 1985 en Silberberg (Austria), se construyó la primera planta piloto productora de RME (RapeseedMethyl Ester metiléstero aceite de semilla de colza). [12] 1.145 Hoy en día países como Alemania, Austria, Canadá, Estados Unidos, Francia, Italia, Malasia y Suecia son pioneros en la producción, ensayo y uso de biodiesel en automóviles. [13] 1.146 El biodiesel es un combustible liquido muy similar en propiedades al aceite diesel, pero obtenido a partir de productos renovables, como son los aceites vegetales y las grasas animales. [14] 1.147 1.148 El biodiesel puro es biodegradable, no tóxico y esencialmente libre de azufre y compuestos aromáticos, sin importar significativamente el alcohol y el aceite vegetal que se utilice en la transesterificación. 1.149 1.150 En Europa, es producido principalmente a partir del aceite de la semilla de canola (también conocida como colza o rapeseed) y el metanol, denominado comercialmente como RME (RapeseedMethyl Ester), el cual es utilizado en las máquinas diesel puro o mezclado con aceite diesel, en proporciones que van desde un 5% hasta un 20%, generalmente. En Alemania y Austria se usa puro para máximo beneficio ambiental. Además de la colza, en los últimos años se ha producido biodiesel a partir de soya, girasol y palma, siendo esta última la principal fuente vegetal utilizada en Malasia para la producción de biodiesel PME y PEE (Palm Methyl Ester y Palm Ethyl Ester). [15] 1.151 1.152

GRAFICO 1.1. PRODUCCION MUNDIAL DE BIODIESEL EN 2007 (TM)

ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

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1.153

PRODUCCION MUNDIAL DE BIODIESEL EN 2007 (TM) 7,000,000 6,000,000 5,000,000 4,000,000 3,000,000 2,000,000 1,000,000 0

1.154

FUENTE: TABLA: PRODUCCION MUNDIAL DE BIODIESEL EN 2007; USDA/ ForeignAgriculturalService 1.155 Elaborado por autores 1.156

1.157

Grafico 1.2.PRODUCCION MUNDIAL DE BIODIESEL EN

EL 2008

1.158 1.159 ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

15

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.160 1.161 1.162 1.163 1.164 1.165 1.166 1.167 1.168 1.169 1.170

FUENTE: EIA

1.171 1.172 TABLA 1.1 PRODUCCION DE BIODIESEL EN EL MUNDO EN EL 2008

1.173

1.174 1.175 1.176

1.2 1.1

2008

1.178

1.3

Alemani

1.179

a

MB

DC

1.177 1.4

55.0

1.180 1.181

1.5

EE.UU.

1.6

50.5

1.7

Francia

1.8

35.4

1.9

Brasil

1.10

20.1

1.12

13.0

1.182 1.183 1.184 1.185 1.186 1.187 1.188 1.189

1.11

Italia

7

1.13

UK

1.14

9.2

1.15

Malasia

1.16

8.19

1.17

Austria

1.18

7.61

1.19

España

1.20

6.67

1.21

Bélgica

1.22

5.66

1.23

Otros

1.24

77.2

1.26

288.

1.190 1.191 1.192 1.193 1.194 1.195 1.196 1.197 1.198 1.199 1.200 1.201 1.202 1.203 1.204 1.205 1.206

1.25

Total

5

1.207

Fuente: EIA

1.208

1.4.2. APLICACIONES DEL BIODIESEL. [16] ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

16

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.209 1.210 El Biodiesel se trata, por tanto, de un combustible renovable con un balance de emisión de CO2 bajo, que ayudaría a cumplir los compromisos firmados en el protocolo de Kyoto por España. La reducción de emisiones de CO2 al usar biocarburantes no es del 100% puesto que hay que tener en cuenta la energía consumida en el proceso de producción de los mismos, debido a lo cual el balance no es nulo y se emite CO2. 1.211 1.212 Los ésteres metílicos derivados de los aceites vegetales poseen unas características físicas y fisicoquímicas parecidas al gasóleo, lo que permite mezclarlos en cualquier proporción y usarlos en los vehículos Diesel convencionales, sin realizar importantes modificaciones en el diseño básico del motor. Sin embargo, en proporciones superiores al 5% es necesario reemplazar el material empleado en el circuito de alimentación de combustible por otro más resistente, ya que se puede deteriorar por el mayor poder disolvente del biodiesel. 1.213 1.214 Para evitar introducir las modificaciones en los motores se podrían utilizar los aceites vegetales sin modificar, pero éstos no presentan buenas características como carburantes. Los aceites procedentes de plantas generalmente contienen ácidos grasos, fosfolípidos y otras impurezas, lo que dificulta la utilización de los aceites como combustible directamente, principalmente debido a la elevada viscosidad que poseen, en la como se puede ver en la tabla 1.2 (Se efectúa la comparación de las propiedades físicas y químicas del diesel del petróleo, los aceites de girasol y de colza, así de los esteres metílicos de dichos aceites). 1.215 1.216 Para superar este problema

el

aceite

necesita

modificarse

químicamente, principalmente por transesterificación, pirólisis o emulsificación. De todos ellos, como ya se ha mencionado, la transesterificacióna sus esteres metílicos o etílicos, es el proceso que produce combustibles (biodiesel) de forma más limpia y respetuosa con el medio ambiente. 1.217 1.218 De esta manera se consigue que las largas cadenas ramificadas iniciales, de elevada viscosidad y alta proporción de carbono se transformen en otras de cadena lineal, de menor viscosidad y porcentaje de carbono y de características físico-químicas y energéticas más similares al gasóleo de automoción. Este biodiesel se puede utilizar puro o bien mezclado en distintas proporciones junto con el gasóleo de automoción, siendo ésta la forma más habitual de utilización. ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

17

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.219 1.220 1.221

 BIOCOMBUSTIBLES OBTENIDOS A PARTIR DEL BIODIÉSEL [17] 1.222 1.223 El Biodiesel ofrece diversas posibilidades de mezclas para la obtención de biocombustibles con los siguientes nombres y propiedades: 1.224  B20: El biocombustible B20 significa una mezcla del 20% de Biodiesel y el 80% de diesel normal. El B20 es la mezcla de biocombustible de Biodiesel más utilizada en EEUU y en otros países se comercializa con amplia aceptación tanto el B20 como el B100. 1.225  B100: El biocombustible B100 significa biodiesel al 100% sin mezcla alguna con diesel normal. Es un producto 100% ecológico con altas reducciones de emisiones nocivas a la atmósfera. Su único inconveniente es que en los motores de vehículos antiguos (al parecer anteriores a 1994) es preciso reemplazar los conductos de goma del circuito del combustible por otros materiales, debido a que el biodiesel ataca la goma, aunque hay varios estudios que indican que no es necesaria ninguna modificación en los motores. 1.226  Otras Mezclas: En España en la actualidad hay ya diversas marcas y distribuidores que ofrecen Biodiesel con mezclas que se acercan a los estándares internacionales de B20 y B100. En la actualidad se espera una nueva regulación que marque la proporción de las mezclas y que se supone se adapte a los estándares internacionales de B20 y B100 para que el consumidor conozca exactamente qué biodiesel está utilizando en su motor. 1.227

1.4.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL BIODIESEL [18] 1.228  Ventajas: 1.229  Es un combustible que no daña el medio ambiente ya que no contiene azufre (el elemento más contaminante del resto de los combustibles). 1.230  Disminuye en forma notable las principales emisiones de los vehículos como son el monóxido el carbono y los hidrocarburos volátiles. 1.231  El biodiesel supone un ahorro de entre un 25% a un 80% de las emisiones de CO2 producidas por los combustibles derivados del petróleo, convirtiéndose

un

elemento

importante

para

disminuir

los

gases

invernadero producidos por el transporte. 1.232 ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

18

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

 El biodiesel no contiene ni benceno, ni otras sustancias aromáticas cancerígenas. 1.233  La producción del biodiesel supone una alternativa de uso del suelo que evita los fenómenos de erosión y desertificación a los que pueden quedar expuestas aquellas tierras agrícolas que, por razones de mercado, están siendo abandonadas por los agricultores. 1.234  El biodiesel funciona en cualquier motor diesel. Aumenta la duración en servicio de motores. 1.235  Posee más oxigeno entonces la combustión de este combustible es mejor que el gasóleo. Reduce las emisiones del hollín casi hasta un 55%, desapareciendo el humo negro y el olor desagradable del petróleo, lo reemplaza por el aroma de papas fritas o palomitas de maíz. 1.236  El biodiesel es seguro de manejar y transportar porque es biodegradable como el azúcar y diez veces menos tóxico que la sal de mesa. 1.237  Posee un punto de inflación mayor que el diesel del petróleo si se da un caso de accidente su combustión es más tardía. 1.238  Mejoramiento en el empleo tanto en el sector agrario como en la fabricación de este. Y niveles de ingreso rural. 1.239  Volver a utilizar los terrenos agrícolas abandonados. 1.240  Biodiesel se puede producir a partir de cultivos que abundan en nuestro país. 1.241  Desventajas: 1.242  A bajas temperaturas puede llegar a solidificarse y producir obstrucciones en los conductos.  Por sus propiedades solventes, puede ablandar y degradar ciertos materiales como el caucho natural y la espuma de poliuretano. Se tiene que cambiar algunas mangueras y retenes del motor antes de usar el biodiesel; esto se realiza especialmente en vehículos antiguos. 1.243  Produce un mayor consumo en los vehículos debido a que tiene menos poder calorífico y tarda más tiempo en combustionar. 1.244

1.4.4.

PRINCIPALES EMISIONES DEL ACEITE DIESEL [19]

1.245

ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

19

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.246 El aceite diesel o ACPM (Aceite Combustible Para Motores Diesel), es un destilado medio obtenido en la destilación atmosférica del petróleo crudo, en tal forma que su índice de cetano, el cual mide la calidad de ignición, sea de 45 como mínimo. 1.247 Las principales emisiones generadas por los sistemas de compresión - ignición (máquinas diesel), son: Hidrocarburos (HC) Óxidos de Nitrógeno (NOx) Monóxido de Carbono (CO) Partículas (Pt) Ø Óxidos de Azufre (SOx) Dióxido de Carbono (CO2) 1.248      

1.4.5.

COMPARACIÓN PROMEDIADA DE LAS EMISIONES DEL

BIODIESEL MEZCLADO Y EL ACEITE DIESEL. [20] 1.249 1.250 Para realizar dicha comparación de las emisiones de Biodiesel y Aceite diesel los llevaron a cabo la Universidad de Idaho y la compañía alemana Mercedes Benz en 1994. Los ensayos realizados fueron con mezclas al 20% de RME, PME y SBME, mientras que el combustible utilizado por la Mercedes Benz fue una mezcla al 20% de RME. De estos estudios se concluyó lo siguiente: 1.251  Los niveles de hidrocarburos se pueden llegar a reducir con el biodiesel hasta en un 47%,  El monóxido de carbono en un 12%,  El dióxido de carbono en un 50%,  Las partículas o smoke en un 72%, y  Los óxidos de azufre en un 99%; 1.252 1.253 1.254 El estudio demostró en cambio que los óxidos de nitrógeno aumentaron hasta en un 6%, con el uso de biodiesel en comparación con el aceite diesel. 1.255

1.256 1.257 1.259

1.258 Grafico 1.3. Emisiones Producidas par un auto Mercedes Benz cada 40.000 km recorridos, utilizándose como combustible RME al 20% y aceite diesel. 1.260 1.261

1.262

ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

20

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.263

1.264 1.265 1.266

Fuente: Universidad de Idaho y la compañía alemana Mercedes Benz en 1994.

1.267 1.268 1.269

1.4.6.

COMPARACION ENTRE BIODIESEL Y ACEITE [21]

1.270

 PROPIEDADES DEL BIODIESEL 1.271 1.272 1.273 1.274 1.275 Tabla 1.2. Propiedades del biodiesel

1.276

1.277

1.278

1.281 PROPIEDAD

1.286 Contenido de ester

a

1.291 Densidad a 15°C

1.282 UNID

1.279 LIMITES 1.283 M 1.284 M

AD

INIMO

1.287 %

1.288 9

AXIMO 1.289

1.280 1.285 METODO DE ENSAYO 1.290 EN 14103

b

(m/m)

6,5

1.292 Kg/m2

1.293 8

1.294 9

1.295 EN ISO

60

00

3675 1.296 EN ISO

c

12185 1.297 Viscosidad a 40°C

d

1.298 Mm2/

1.299 3

1.300 5,

1.301 EN ISO

g

,50

00

3140

ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

21

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.302 Punto de

1.303 °C

inflamación

1.304 1

1.305 -

1.306 prEN ISO

20

1.307 Contenido de

1.308 mg/k

azufre

g

1.309 -

3679e 1.310 1 0,0

1.311 prEN ISO 20846 1.312 prEN ISO 20884

1.313 Residuo de

1.314 %

carbón (en 10% de

(m/m)

1.315 -

1.316 0.

1.317 EN ISO

30

10370

residuo destilado) f 1.318 Índice de cetano

1.319

g

1.320 5

1.321

1,0

1.323 Contenido de

1.324 mg/k

agua

g

1.328 Contaminación

1.329 mg/k

total h

g

1.333 Corrosión de la

1.334 Clasif

tira de cobre (3h a

icación

1.325 -

1.330 -

1.322 EN ISO 5165

1.326 5

1.327 EN ISO

00

12937

1.331 2

1.332 EN 12662

4 1.335 Clase 1

1.336 EN ISO 2160

50°C) 1.337 Estabilidad a la

1.338 Horas

oxidación 110°C 1.342 Índice de acido

1.339 6

1.341 EN 14112

1.345 0,

1.346 EN 14104

,0 1.343 Mg

1.344

KOH/g 1.347 Índice de yodo

1.340 -

1.348 g de

50 1.349

yodo/ 100g 1.352 Ester de metilo

1.353 %

de ácido linoleico

(m/m)

1.357 Ester de metilo

1.358 %

poli- insaturados (>= a

(m/m)

1.350 1

1.351 EN 14111

20 1.354

1.355 1

1.356 EN 14103

2,0 1.359

1.360 1

1.364

1.365 0,

1.361

4 dobles enlaces) 1.362 Contenido de

1.363 %

metanol

(m/m)

1.367 Contenido en

1.368 %

monogliceidos

(m/m)

ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

1.366 EN 14110

20 1.369

1.370 0,

1.371 EN 14105

80

22

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.372 Contenido en

1.373 %

digliceridos

(m/m)

1.377 Contenido en

1.378 %

triglicéridos

(m/m)

1.382 Glicericol libre

1.383 %

1.374

1.389 %

1.379

grupo I (Na +K)

k

1.394 mg/k

1.384

1.400 mg/k

grupo II (Ca + Mg)

g

1.404 Contenido de

1.405 mg/k

fosforo

g

1.409

1.385 0, 02

1.390

1.381 EN 14105

1.391 0,

1.386 EN 14105 1.387 EN 14106 1.392 EN 14105

25 1.395

g

1.399 Metales del

1.380 0, 20

(m/m) 1.393 Metales del

1.376 EN 14105

20

(m/m) 1.388 Glicerol total

1.375 0,

1.396 5, 0

1.401

1.402 5,

1.397 EN 14108 1.398 EN 14109 1.403 prEN 14538

0 1.406

1.407 1

1.408 EN 14107

0,0

FUENTE:www.miliarium.com/monografias/Biocombustibles/Biodiesel/Biodiesel.asp

1.410 1.411 1.412

 PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL BIODIESEL

VS.

DIESEL DEL PETRÓLEO 1.413 1.414 1.415 El biodiesel es un producto similar al diesel del petróleo que se deriva de biomasa, por lo que constituye un biocombustible renovable. 1.416 1.417 1.418 1.419 1.420 1.421 1.422 1.423 1.425

1.424 Tabla 1.3.Comparación de las propiedades físicas y químicas del diesel del petróleo y los aceites de girasol y de colza

1.426

1.427 COMPARACION DE LAS PROPIEDADES DEL DIESEL DEL PETROLEO CON LOS ACEITES

ALARCON M./ GUZMAN C./ LACHOS P./ TORRES M.

23

OBTENCION DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE CANOLA

1.428 PROPIE

1.429 DIESE

1.430 AC

1.431 EST

1.432 A

1.433 ES

DAD

L DEL

EITE DE

ER

CEITE

TER

PETROLEO

GIRASOL

METILICO

DE

METILICO

DE

COLZA

DE COLZA

1.438 0.

1.439 0.8

9

83

1.444 2

1.445 153

GIRASOL 1.434 Densida

1.435 0.84

1.436 0.9

d(15°C)(Kg/l) 1.440 Punto

1.437 0.89

2 1.441 63

1.442 21

de ignición

1.443 183

5

00

(°C) 1.446 Viscosi

1.447 3.2

1.448 35

1.449 4.2

dad

1.450 3

1.451 4.8

9

cinemática (mm2/s) 1.452 Numero

1.453 45 -50

1.454 33

1.455 47 –

1.456 3

51

5- 40

1.461 40

1.462 -

1.463 40

1.467 3

1.468 -

1.469 -3

1.472 300 ºC 1.741 Desconocidas

explosivas 1.742 Densidad 20ºC (g/cm3) 1.744 Viscosidad 20ºC

1.743 0.916-0.923 1.745 60

(mPas) 1.746 Presión de vapor 20ºC

1.747