biodiesel: posibilidades en...
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BIODIESEL: POSIBILIDADES EN CANARIAS
JORNADAS: “APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LA BIOMASA: BIOCOMBUSTIBLES Y BIOGÁS”
19 de septiembre de 2013
Andrea Brito AlayónCatedrática de Ingeniería Química Universidad de La Laguna
� Biodiesel es un conjunto de combustibles oxigenados basados en
ésteres de fuentes biológicas renovables (aceites vegetales, animales,
aceites reciclados y grasas usadas.)
Definición
BIODIESEL
Parámetro Valor Parámetro Valor
Densidad (kg/m3) 860-900Viscosimetro/densímetro
Grado de acidez < 0,5 mgKOH/gVolumetría
Viscosidad cinemática(mm2/s)
3-5Viscosímetro
Metanol < 0,2 %Cromatografía de gases
Punto de Inflamación 120ºCEquipo de inflamabilidadPensky-Martens
Mono-Di-Triglicéridos Mono < 0,8%Di < 0,2%Tri < 0,2%Cromatografía de gases
CFPP Depende del PaísAnalizador Herzog HCP
Glicerina libre y total Libre < 0,02%total < 0,25%Cromatografía de gases
Azufre < 10 ppmEspectrometria defluorescencia de Rayos X
Contenido en éster < 96,5 %Cromatografía de gases, HPLC
Residuo Carbonoso <0,30%Test de microresiduos decarbono
Éster metílico del ácidolinoleico
< 12%Cromatografía de gases, HPLC
Agua y sedimentos ASTM D 2709Test Karl Fischer
Ésteres metílicospoliinsaturados
< 1%Cromatografía de gases, HPLC
Estabilidad a la oxidación > 6 hRancimat 743
Índice de yodo < 120Cromatografía de gases, HPLC oVolumetría
Destilación 90% ASTM D86Equipo de destilación
Fósforo < 10 ppmEspectrómetro
Agua < 500 mg/kgTest Karl Fischer
Sodio + potasio < 5 mg/kgEspectrometro/adsorción atómica
Contaminación total < 24 mg/kgFiltro de membrana
Número de cetano >51Puntos de destilado. Equipo ISLAD86 5G
Corrosión al cobre Clase 1Aparato de corrosión alCobre
Cenizas sulfatadas 0,02 m/mHorno y báscula
Norma UNE-EN1421
Definición
BIODIESEL especificaciones
� Biodiesel es un conjunto de combustibles oxigenados basados en
ésteres de fuentes biológicas renovables (aceites vegetales, animales,
aceites reciclados y grasas usadas. )
Definición
BIODIESEL
Aceites limpios Viscosidad alta
Aceites fritos Viscosidad mas altaBaja volatilidad
Posibles Tratamientos
Objetivo disminuir la viscosidad
Microemulsión Pirólisis Transesterificación Dilución
Metanol
Aprovechamiento del aceite como Biocombustible
Dispersión de un líquido en otro
Aceite + Alcohol
* Disminuye la viscosidad* Poder calorífico bajo
Aplicación de caloren ausencia deOxígeno
*Disminuye laviscosidad perotodavia es muyalta
Aceites limpios + gasolinas +
etanol
Sustitución delalcohol del
triglicérido porotro mas sencillo
Ésteres Metílico ≈ BIODIESEL
� Reacción de transesterificación de los triglicéridos del aceite con un alcohol
de cadena corta en presencia de un catalizador, da lugar a esteres del
alcohol ≈ BIODIESEL
1 mol aceite 3 moles de alcohol 1 mol glicerina 3 moles de metilestéres+ +
Componentes más importantes de las grasas vegetales (valores mas frecuentes)
Glíceridos 95-98%
Ácidos grasos libres 0,1-3%
Fosfátidos 0,1-3%
Insaponificables 0,2-2%
Aprovechamiento del aceite como Biodiesel
Catalizador
ACEITES Y GRASAS
Vegetales alimenticios
Fruto
AceitunaPalmacoco
Semillas
GirasolColzaSoja
AlgodónCacahueteCacao
PalmaMaizArroz
Vegetales no alimenticios
SemillasLinoRicinoJatropha
AnimalesPellas
TocinosSebos
Grasas plásticas preparadas
Aceites HidrogenadasGrasas transesterificadas
Grasas Extendibles NaturalMantequilla
Margarina
Microalgas
Fuentes de Aceites
Rendimiento oleico de determinados cultivos
Cultivo %peso de aceite litros aceite/ha
Palma 36 5.950
Jatropha 28 1.892
Ricino 48 1.413
Colza 41 1.190
Girasol 40 952
Soja 18 446
Cáñamo 33 363
Maíz 44 172
Microalgas (contenido Bajo) 30 58.700
Microalgas (contenido medio) 50 97.800
Microalgas (contenido alto) 70 136.00Fuentes: Australian Renewable Fuel Association; Mata et al., 2010
Fuentes de Aceites
Contenido en aceite de las semillas y producción
Extracción de aceite y producción de biodiesel
Girasol
Tártago
Jatropha
Soja
Micro Algas
Obtención de BIODIESEL
Extracción de aceite Extracción Mecánica
� Extracción por disolvente
� Microonda
� Extracción por disolvente� Extracción acuosa� Extracción supercrítica� Microonda
Aceite
Semillas
Microalgas
PeladasMolidas
Procesos de obtención de BIODIESELAceite + Alcohol ↔ Biodiesel + Glicerina
Transesterificación
Enzimática
No catalítico con alcohol supercrítico
microonda Catalítica
,
� Reactores de lecho fijo, fluidizado .
� Catalizadores solidos:
* Zeolitas, HZM-5, Mordenitas CaO, K/TiO2
� Básica: (KOH, NaOH)
* Temperaturas bajas
* Necesita etapa previa de esterificación.
� Ácida: (H2SO4)
* Cataliza ambas reacciones
* Temperatura mas elevadas
Lipasas
Homogénea Heterogénea
Ultrasonido
Obtención de BIODIESEL
ReactorAceite
SeparaciónSeparación
SeparaciónSeparación
AcondicionamientoAcondicionamiento PurificaciónPurificación
SeparaciónSeparaciónLavado
Alcohol
BIODIESEL
AguaAgua
R-OH+producto
Glicerina
Glicerina
Ácidos grasos
R-OH+
Agua
R-OH+
Agua
Catalizador
Sales
Esquema general: Catálisis HomogéneaVariables del proceso:� Acidez y humedad�Concentración del catalizador�Relación molar de alcohol/aceite�Tiempo y temperatura de reacción� velocidad de agitación
Obtención de BIODIESEL
Obtención de Biodiesel
Problemas de la catálisis homogénea:
� Proceso en discontinuo
� Posible formación de jabones
� Eliminación del agua
Catálisis Heterogénea :
� Proceso en continuo
� Elimina la formación de jabones
� Eliminación el problema del agua
� Temperaturas altas
� Problemas de mezcla a T bajas
� Investigación en materiales
Dificulltades
Producción de Biodiesel
Producción de Biodiesel en los últimos años
� Reducción de la producción en España > 30% en 2012
�76% del mercado español para Argentina e Indonesia
� Biodiesel más barato que el aceite
� sistema de tasas diferenciales a la exportación (TDE) mediante las que
gravan en menor medida el biodiésel que las materias primas utilizadas para
su fabricación
Soluciones
� Nueva normativa de especificaciones
� Medidas en cada País
Posibilidades en Canarias
Compiten con lacadena alimentaria
Producenresiduos
Girasol
Soja
Jatropha
� Condiciones idóneas para elcultivo
� Lucha contra la desertificación� Posibilidades de reutilización de
recursos hídricos� Control sobre todo el proceso
� Solo experiencias pilotos conbuenos resultados
BuenasExpectativas
Posibilidades en Canarias
� Condiciones idóneas para el cultivo� Pueden ser cultivadas todo el año� Co-productos de alto valor añadido� Captura del CO2
� Control sobre todo el proceso� Disponible gran cantidad de
invernaderos en las Islas
Micro Algas
Necesita� Buena selección de especies� Finalizar las pruebas tecnológicas� Asesoramiento a los que disponen
del terreno/instalaciones
Buenasposibilidades
� Alto contenido en aceite 43%� Alta producción 1.413 l/ha� Crece en estado salvaje en diversos
suelos de las islas.� Condiciones idóneas para el cultivoTártago
Necesidad de estudio del
cultivo
Posibilidades en Canarias
Aceite Frito
� Necesita un proceso de filtrado ydesgomado.
� Acidez y viscosidad mas altas� Mayor concentración en agua� Sus propiedades implican una
reacción en dos etapas.
� Tecnología bien desarollada� Necesita un buen sistema de
recogida
Estudioeconómico
Posibilidades en Canarias
Cuantificación del residuo:
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
Tn/a
ño
Re
isd
uo
Año
Residuo de aceite de fritura en Canarias
8% 6%
39%
42%
1%
4%
0%
Lanzarote Fuerteventura Gran Canaria Tenerife
Gomera La Palma Hierro
Residuo de aceite de fritura en Canarias
� Aceite a tratar en Canarias ≈26.000 tn/año� Aceite a tratar en G. Canaria ≈10.000 tn/año� Aceite a tratar en Tenerife ≈11.000 tn/año
JUSTIFICA UNA PLANTA DE BIODIESEL
INCLUSO EN LAS ISLAS MAYORES
MUCHAS GRACIAS