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• Kevin Leal

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Desde años anteriores el biodiesel se ha convertido en una de las energías alternativas potenciales para remplazar el diésel derivado del petróleo. Es un combustible amigable con el medio ambiente, sin embargo, el uso de aceites vegetales refinados para la producción de biodiesel es poco práctico y rentable. Aceites de cocina usados de fritura (AUF), puede ser una buena opción, no obstante, el contenido de ácidos grasos libres (AGL), se ha convertido en el principal inconveniente para el empleo como materia prima alternativa. Este trabajo pretende establecer el diseño del proceso de producción de biodiesel a partir de los aceites de fritura, bajo el análisis de algunas variables en la etapa de producción y posteriormente establecer el rendimiento del proceso. Los resultados establecen que el proceso de producción se realiza en dos etapas, debido al índice de acidez (IA) de 7,65 mg KOH/g aceite usado de soja. La primera etapa es una esterificación con catálisis homogénea acida y segunda etapa con una transesterificación con catálisis homogénea básica, las variables del estudio son temperatura de reacción, porcentaje en peso del catalizar (%p/p), relación molar de 1:8 –Esterificación-, y 1:7 –Transesterificación-, condiciones que se emplearon para una prueba de producción de biodiesel de 105 L/Lote en una planta piloto de proceso discontinuo obteniendo un biodiesel con características físicas y químicas según los parámetros de la norma ASTM D 6751 con un rendimiento de 93,52 %p/p de FAEE’s, y trazas de 4,60 %p/p de mono, diglicéridos. Las condiciones óptimas encontradas en el estudio hacen posible el uso del biodiesel producido en equipos industriales –Calderas-, que emplean diésel para su funcionamiento.

Fuentes de energía. Las naciones industrializadas actuales demandan y utilizan grandes cantidades de energía, empleadas para hacer

funcionar los equipos industriales, transporte de personas y mercancías, generar iluminación, sistemas de calefacción; etc.; estas aplicaciones de la energía en los diferentes sectores económicos hacen que el consumo siga

aumentando. A finales del siglo XX e inicios del siglo XIX, el desarrollo en las denominadas economías emergentes (China, India, México, Brasil, Rusia) hizo pronosticar un incremento sostenido en la demanda mundial. Se estima que para el año 2040 la demanda de energía será de unos 20664 Mtoe, es decir, la demanda crecerá en un 61% a nivel mundial, es por esto que las naciones buscan identificar, aplicar y desarrollar nuevas fuentes de energía. El petróleo, sus derivados y el carbón, junto con algunas fuentes de biomasa, sus derivados, la solar, la eólica, la marítima, etc.; - Fuentes de energía renovable - son las únicas fuentes de energía primarias, que pueden usarse directamente para obtener algún tipo de energía que puede emplearse en el trasporte terrestre, marítimo o aéreo, en la calefacción del sector residencial, comercial e industrial o en procesos industriales químicos, térmicos. Estas fuentes primarias a su vez sirven para la producción de fuentes de energía secundaria, en la actualidad se puede considerar la electricidad como la principal dentro de esta fuente mencionada. La biomasa Es la materia orgánica obtenida mediante un proceso biológico, de forma indirecta o inducida, utilizable como fuente de energía. La vegetación (Plantas) procesa la energía solar y la transforma en energía química a través de la fotosíntesis; es decir, la energía química se transforma y almacena en material orgánico (Biomasa). Un aspecto importante es que la energía contenida en el material orgánico, se puede recuperar por combustión directa o de forma indirecta aplicando algún proceso que permita su transformación en otros combustibles tales los gases de la gasificación o de la

digestión anaeróbica, alcoholes, ésteres, y los biocombustibles. La biomasa es la fuente de energía renovable más antigua empleada por el hombre. El biodiesel El biodiésel es un combustible líquido que se encuentra categorizado como un biocombustible renovable derivado de aceites vegetales que son obtenidos de los cultivos oleaginosos, grasas animales o aceites usados de cocina. La Sociedad Americana de Ensayos y Materiales (ASTM) especifica al biodiésel como “esteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de insumos grasos renovables, como los aceites vegetales o grasas animales”. El vocablo bio hace referencia a su parte biológica y renovable; mientras que diésel se relaciona al empleo en motores de combustión. El biodiésel tiene las mismas propiedades del combustible diésel empleado como carburante para vehículos de transporte pesado y liviano; se puede utilizar ya sea en forma pura designándolo B100 o mezclado con diésel obtenido del petróleo designándolo BXX. La XX establece el porcentaje de mezcla en el diésel; actualmente en el país se tiene B10 que define un 10% de biodiesel y un 90% de diésel. Pero según el tratado de Kioto todo el país firmante de este acuerdo tiene como meta establecer una mezcla de B20 al 2020; aspecto que ha dado una gran aplicación en los motores diésel, también debido a que para el empleo de este combustible no se requieren modificaciones en los diseños de los motores y por último el uso de este en un motor reduce substancialmente en monóxidos de carbono, hidrocarburos no quemados, y partículas pesadas comparado con las emisiones obtenidas del diésel. Materias primas para el biodiesel

Dentro de las materias primas que se emplean como insumo para la obtención del biocombustible se requieren de aceites o grasas, un alcohol y un catalizador para poder convertir los triglicéridos del aceite en esteres alquílicos. Esta parte del documento trata sobre cada uno de los insumos y proceso que se (Aceite o grasas, alcoholes y catalizadores), que se requieren para la producción del biodiesel teniendo en cuentas sus características de importancia para el proceso; además se mencionar algunas de las tecnologías que se emplean en la fabricación. Aceites y grasas Los principales componentes de los aceites y las grasas son los triglicéridos o también conocidos como esteres de ácidos grasos unidos a un glicerol. Generalmente los triglicéridos constan de una mol de glicerol y tres mol de ácidos grasos (AG) que por lo general son diferentes. La glicerina tiene tres grupos OH razón por el cual puede estar de forma mono, di o triesterificada por los ácidos grasos. Cuando los tres ácidos grasos son iguales en el triglicérido se define como triglicérido simple pero cuando loa AG son diferentes se define como triglicérido compuesto; para el caso de los AG estos pueden variar en la longitud de la cadena de carbonos e hidrógenos y el número de enlaces saturados e insaturados (Dobles enlaces).

El efecto del tiempo de reacción en el rendimiento de Éster metílico del ácido graso (FAME) El rendimiento promedio más alto de FAME se registró aproximadamente del 59% en el tiempo de reacción de 60 min, mientras que el rendimiento

más bajo se obtuvo aproximadamente del 29% en el tiempo de reacción 15 min. Sin embargo, había una clara diferente en el patrón de tiempo de reacción después de 60 min. El rendimiento de FAME disminuyó ligeramente alrededor de 8% a 90 min y permaneció casi igual en tiempo de reacción 120 min. El efecto de la temperatura de reacción en el rendimiento de Éster metílico del ácido graso (FAME) El rendimiento de éster metílico de ácido graso se investigó mediante la variación de temperatura de reacción a 30°C, 60°C, 75°C, 90°C y 120°C. En este estudio, el rendimiento más bajo de fue de alrededor de 30% a la temperatura de reacción de 30 ° C. Se obtuvo el rendimiento máximo de FAME a 60°C. El rendimiento de FAME disminuyó drásticamente debido al aumento de la temperatura hasta 120°C. Una temperatura de reacción más alta puede aumentar la velocidad de reacción mediante la reducción de viscosidad de los aceites de cocina usados [1].

Efecto de DES en el rendimiento de biodiesel DES (cloruro de colina y glicerol 1: 2 M) se utilizó en etanólisis de aceite de palma en varias dosis. La reacción se llevó a cabo a 70°C, 1,2% de KOH, etanol relación de aceite 9 a: 1, y se agitó a 400 rpm a presión atmosférica. El rendimiento de biodiesel se aumentó de 75,12% a 83,67%, con el

aumento de DES de 0,5% a 2%, entonces la disminución con DES dosis más de 2%. Gu et al., (2015) propuso un proceso de reacción para la transesterificación usando DES como codisolvente, la reacción puede mantener como dos fases con la ayuda de DES. Desde éster no es soluble en la mezcla de DES / metanol, el contacto directo entre el éster y la base se reduce significativamente y el éster se convierte en una sola fase; como resultado, el lado de reacción de saponificación se minimiza de manera efectiva y la separación y el proceso de purificación se simplifica. Por el contrario, cuando no se añade DES, tanto FAME y la base son soluble (al menos ligeramente para la base) en metanol que induce saponificación, disminuye el rendimiento de éster y complica el procedimiento de separación y purificación. Características de Biodiesel producido con DES El principal criterio de calidad del biodiesel es la inclusión de sus propiedades físicas y químicas en los requisitos de la norma adecuada. normas de calidad para el biodiesel se actualizan continuamente, debido a la evolución de los motores de encendido por compresión, las normas sobre emisiones cada vez más estrictas, re-evaluación de la elegibilidad de las materias primas utilizadas para la producción de biodiesel, etc. Las normas actuales para la regulación de la calidad del biodiesel en el mercado son basadas en una variedad de factores que varían de región a región, incluyendo características de los estándares de combustible diésel existentes, el

predominio de los tipos de motores diésel más comunes en la región, las regulaciones de emisiones que rigen esos motores. Se puede concluir que el biodiesel producido con DES había cumplido con el estándar tanto ASTM y SNI, lo que indica que el uso de DES como codisolvente en etanólisis para producir biodiesel es un nuevo método para resolver la desventaja en el uso de etanol para producir biodiesel, como puede reducir la formación de jabón, y hacer más fácil la purificación [2]. Caracterización de la CMR-DS-SO 3 catalizador H Se ha encontrado que el contenido de C y S del catalizador se incrementó a 56,9 y 3,89 en peso. % mientras que el contenido de H y O del catalizador se redujo a 3,3 y 35,4 en peso. %, Respectivamente, en comparación con el polvo CMR prima. Esto se debe a la deshidratación y la desoxigenación de la CMR en presencia de H concentrado así que ácido y la producción de sulfonado productos carbonosos. La actividad catalítica de CMR-DSSO 3 H para la producción de biodiesel Se encuentra que los principales ácidos grasos que se encuentran en el Pacífico occidental son el ácido oleico (42,39 g / 100 g), ácido palmítico (36,63 g / 100 g), y ácido linoleico (9,85 g / 100 g). Dado que, la segunda mano de WPO contiene 5,2% FFA más que el valor recomendado ( 80% de rendimiento FAME después de cuatro carreras. El biodiesel preparado se encuentra con las normas internacionales de las propiedades del combustible para el biodiesel. El biodiésel como una alternativa de estas líneas se ha vuelto más importante debido a los impactos ambientales del diésel a base de petróleo. El desafío principal para la inserción de este biocombustible en el mercado es la disponibilidad de las materias primas como aceites y grasas. A través de la recopilación de diferentes tipos de cocos usados, el costo del biodiésel se reduce considerablemente y el impacto negativo del agua residual en el medio ambiente se minimiza. Sin embargo, en el proceso de fritura, el aceite atraviesa varias reacciones que conducen a la formación de compuestos indeseables como polímeros y ácidos grasos libres, entre otros. Esto plantea varios desafíos en la esterificación trazada del coque usado, requiriendo un pretratamiento adicional para evitar las impurezas. Sin embargo, los estudios muestran una reducción del 45% del costo directo de producción, incluso con los costos adicionales de pretratamiento. La lipasa se extrajo y se caracterizó de la palma de aceite después de 0240 h de la cosecha. La proteína más alta (1,96 mg / gat) y lipasa (1,38 unidades / mg de proteína) se obtuvieron de fruto de la palma de aceite después de 0 y 120 h de la cosecha, respectivamente. Después de purificación por ATPS, actividad de la lipasa se incrementó de manera significativa a 4,76 unidad / mg proteínas. lipasa purificada se utilizó como catalizador para la producción de biodiesel y las propiedades parciales de biodiesel a partir de lipasa también se determinaron. El biodiesel a partir de

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la lipasa tenía un índice de acidez y el contenido de ácido graso libre en 0,45 mg / g de KOH y 0,21%, respectivamente. aceite residual de PEPITA era una fuente alternativa para el biodiesel. El aceite se extrae de PEPITA utilizando el método soxhlet y el aceite de 80% (4455 mg / L) fue recuperado. Se observó un alto contenido de ácidos grasos libres (27,67 ± 0,10%) en PEPITA. El contenido de humedad, valor de saponificación y el peso molecular del aceite residual fueron 2,20 ± 0,07%, 201,96 ± 0,21 mg KOH / g de aceite y 833 g / mol, respectivamente. El presente estudio demostró que el biodiesel con algunas propiedades de combustible comparable con las normas podría obtenerse a partir de aceite de palma y aceite de almendra de palma a través de trans-esterificación por la enzima lipasa, con aceite de palma que muestra mejor perspectiva. Sin embargo, investigación adicional es necesaria para mejorar la calidad del biodiesel producido mediante el uso de procesos tales como enzima adicional purificación y también la inmovilización de enzimas que podría aumentar eficiencia y el costo cortar. Este estudio investigó la producción de biodiesel por proceso libre de glicerol a partir de aceite de palma refinado con acetato de etilo supercrítico en micro reactor. Se presentó la influencia del tiempo de residencia y la temperatura. Los resultados mostraron que el tiempo de residencia y la temperatura tenían efecto positivo en FAEE y biodiesel rendimiento. El rendimiento de alta FAEE de 63,6% y el biodiesel rendimiento del 78,3% se obtuvieron en aceite de relación de acetato de etilo molar de 1:50, la temperatura de 350 ° C, y 20 min de tiempo de residencia a. Sin embargo, la alta temperatura condujo a la descomposición térmica, lo que reduce el rendimiento del producto. La reacción cinética de segundo utilizado transesterificación de aceite de cocina se puede expresar por: k = 0.0251exp (-15,29 / RT) dm3 / (mol.min). Las condiciones óptimas para el proceso de -tratamiento pre eran 1% (w / w) de dosificación de ácido perclórico a ACPO, relación 10: 1 M, 60 o temperatura C, tiempo de reacción 30 min y 300 rpm de velocidad de agitación. El mayor rendimiento de biodiesel después de los procesos de transesterificación y de iones purificado era 76,62%, con 0,07% de FFA y el contenido de éster de 96%. Los resultados mostraron que el contenido de FFA de ACPO se redujo de 8,8% a 1% en las condiciones óptimas, y el producto final se reunieron las especificaciones estándar internacionales de biodiesel, como EN 14214 y ASTM D6751.

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R Manurung, A Winarta, Taslim1, and L Indra; Biodiesel production from ethanolysis of palm oil using Deep eutectic solvent (DES) as co-solvent Indika Thushari, Sandhya Babel; Sustainable utilization of waste palm oil and sulfonated carbon catalyst derived from coconut meal residue for biodiesel production Carlos Daniel Mandolesi de Araújo, Claudia Cristina de Andrade, Erika de Souza e Silva, Francisco Antonio Dupas; Biodiesel production from used cooking oil: A review; Renewable and Sustainable Energy Reviews Pattarawadee Kimtun , Opas Choonut , Tewan Yunu , Nisa Paichid , Sappasith Klomkloa and Kanokphorn Sangkharak; Biodiesel Production using Lipase from Oil Palm Fruit as A Catalyst; ScienceDirect Saowakon Suwanno , Thanaphorn Rakkan , Tewan Yunu , Nisa Paichid , Pattarawadee Kimtun , Poonsuk Prasertsan , Kanokphorn Sangkharak; The production of biodiesel using residual oil from palm oil mill effluent and crude lipase from oil palm fruit as an alternative substrate and catalyst; Fuel S.O. Kareem, E.I. Falokun, S.A. Balogun, O.A. Akinloye, S.O. Omeike; Enzymatic biodiesel production from palm oil and palm kernel oil using free lipase; Egyptian Journal of Petroleum Nanthana Sootchiewcharn, Lalita Attanatho, Prasert Reubroycharoen; Biodiesel Production from Refined Palm Oil using Supercritical Ethyl Acetate in A Microreactor; ScienceDirect Wanodya Asri Kawentar, Arief Budiman; Synthesis of biodiesel from second-used cooking oil; sciencedirect Adeeb Hayyan, Mohd Ali Hashim, Maan Hayyan, Khor Gui Qing; Biodiesel Production from Acidic Crude Palm Oil Using Perchloric Acid; ScienceDirect