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Qué es el BioDieselTabla de contenidos
Definición Proceso Antecedentes Ventajas Transporte en la UE Estrategia UE Estándares y regulación FAQ’s
DefiniciónSe trata de un combustible que se obtiene por la transesterificación de trigliceridos ( aceite ). El producto obtenido es muy similar al gasóleo obtenido del petróleo (también llamado petrodiésel) y puede usarse en motores de ciclo diésel , aunque algunos motores requieren modificaciones.
Proceso
El proceso de transesterificación consiste en combinar el aceite (normalmente aceite vegetal ) con un alcohol ligero, normalmente metanol , y deja como residuo glicerina que puede ser aprovechada por la industria cosmética, entre otras.
La fuente de aceite vegetal suele ser aceite de colza , pues es la planta con mayor rendimiento de aceite por hectárea, aunque también se pueden utilizar aceites usados (por ejemplo, aceites de fritura), en cuyo caso, la materia prima es muy barata y además se reciclan lo que en otro caso serían residuos .
AntecedentesProtocolo de kyoto
• Limitación por los Estados firmantes de las emisiones de gases de efecto invernadero.
• Efectos de no limitar dichas emisiones y/o reducirlas:
Recalentamiento de nuestro planeta con sus derivadas consecuencias.
VentajasEl biodiésel es un carburante ecológico que posee grandes ventajas medioambientales:
Es un combustible que no daña el medioambiente.
El Biodiésel (Ésteres metílicos de ácidos grasos) no daña el medio ambiente por ser un combustible de origen vegetal en su estado 100% puro. Su uso en el referido estado sería completamente inocuo con nuestro medio.
Para poder usarse se debería efectuar unas pequeñas modificaciones técnicas en los motores diésel, como sería modificar el compuesto de la goma y/o cauchos de los manguitos y latiguillos del circuito del combustible. Ello es debido a que el biodiésel 100% tiene la particularidad de disolver la goma. Desde los
años 90, casi todos los fabricantes de vehículos (principalmente marcas alemanas), ya han sustituido dichos conductos fabricados con materiales plásticos o derivados, que el Biodiésel 100% puro no los disuelve.
En España, y ante la imposibilidad de controlar si los vehículos que lo reposten en las EESS están o no preparados para la utilización de Biodiésel 100% puro, se comercializa una mezcla Bionor MX-15 (12% Biodiésel +88% Gasóleo), y así cualquier vehículo lo puede utilizar sin ningún tipo de problema.
Se produce a partir de materias primas renovables.
El Biodiésel se produce a partir de aceites vegetales, vírgenes y reciclados. El aceite vegetal virgen se extrae de la semilla cultivada dejando atrás la harina de semilla que puede usarse como forraje animal. El aceite es refinado antes de incorporarlo al proceso de producción del biodiesel. Aunque existen más de trescientos tipos de oleaginosas, las más comunes en la producción de biodiésel son la colza, la soja, el girasol y la palma.
Los aceites reciclados proceden de la recogida de sectores como la hostelería, alimentarios, cocinas domésticas, etc.
Con el reciclaje de los aceites usados, evitamos su vertido, slvarguaradando la contaminación de las aguas subterráneas, fluviales y marinas, así como la vida que en ellas habita. Y evitamos su uso en la alimentación animal (piensos).
Con los aceites vegetales, se contribuye de manera significativa al suministro energético sostenible, lo que permite reducir la dependencia del petróleo, incrementando la seguridad y diversidad en los suministros, así como el desarrollo socioeconómico del área rural (producción de oleaginosas con fines energéticos), y la conservación de nuestro medio ambiente.
No contiene prácticamente nada de azufre. Evita la emisiones de SOx (lluvia ácida o efecto invernadero).
El Biodiésel no contiene azufre, agente que se encuentra en el gasóleo por su poder de lubricación.
En la actualidad los modernos gasóleos bajos en azufre, por su proceso de desulfuración pierden el poder de lubricación, incrementando el ruido y desgaste de los motores.
Las compañías petroleras deben por este motivo aditivar el gasóleo con aditivos químicos y sintéticos para paliar esa anomalía. En Francia se aditiva todo el gasóleo que se comercializa en EESS con Biodiésel al 2% como aditivo lubricador.
Mejora la combustión, reduciendo claramente emisiones de hollín( hasta casi un 55% desapareciendo el humo negro y olor desagradable).
Dado que la molécula de biodiésel aporta, por unidad de volumen, más átomos de oxígeno que lo que aporta el mismo volumen de gasóleo convencional, la presencia de inquemados es menor utilizando biodiesel dado que hay menos moléculas de carbono elemental (hollín) y menos de monóxido de carbono (CO).
Produce, durante su combustión menor cantidad de CO2 que el que las plantas absorben para su crecimiento (ciclo cerrado de CO2).
El dióxido de carbono CO2 que emite a la atmósfera el Biodiesel durante la combustión es neutro, ya que es el mismo que captó la planta oleaginosa utilizada para extraer el aceite durante su etapa de crecimiento. Con lo cual, la combustión de Biodiesel no contribuye al efecto invernadero, es neutra y ayuda a cumplir el protocolo de Kyoto.
No contiene ni benceno, ni otras sustancias aromáticas cancerígenas (Hidrocarburos aromáticos policíclicos).
El Biodiesel, como combustible vegetal no contiene ninguna sustancia nociva, ni perjudicial para la salud, a diferencia de los hidrocarburos, que tienen componentes aromáticos y bencenos (cancerígenos). La no-emisión de estas sustancias contaminantes disminuye el riesgo de enfermedades respiratorias y alergias.
Es fácilmente biodegradable, y en caso de derrame y/o accidente, no pone en peligro ni el suelo ni las aguas subterráneas.
El Biodiésel, es biodegradable (aprox. 21 días), su origen vegetal lo hace compatible con la naturaleza y la ausencia de compuestos químicos y sintéticos lo hace inocuo con nuestro medio.
No es una mercancía peligrosa (el punto de inflamación se encuentra por encima de 110º C).
El Biodiesel tiene su punto de inflamación por encima de 110ºC, por eso no está clasificado como mercancía peligrosa, siendo su almacenamiento y manipulación segura.
Posee un alto poder lubricante y protege el motor reduciendo su desgaste así como sus gastos de mantenimiento.
El Biodiesel por ser su origen los aceites vegetales, tiene un alto poder de lubricación, alargando la vida de los motores, reduciendo el ruido en los mismos, así como notablemente abaratando los costes de mantenimiento.
Así mismo como característica del Biodiesel, cabe reseñar el poder detergente, que mantiene limpios los sistemas de conducción e inyección del circuito de combustible de los motores.
Es el único combustible no contaminante alternativo a los motores de gasóleo convencional.
El Biodiesel, es el único combustible renovable alternativo en los motores diesel.
Por su composición vegetal, es inocuo con el medio, es neutro con el efecto invernadero, y es totalmente compatible para ser usado en cualquier motor diésel, sea cual sea su antigüedad y estado.
La mezcla que se comercializa, siguiendo la normativa recién aprobada en España, cumple con todas y cada una de las especificaciones de Gasóleo de Automoción (EN-590), mejorando los parámetros deficitarios de dicha norma.
Desventajas
A bajas temperaturas puede empezar a solidiificar y formar cristales, que pueden obstruir los conductos del combustible.
Por sus propiedades solventes, puede ablandar y degradar ciertos materiales, tales como el caucho natural y la espuma de poliuretano. Es por esto que puede ser necesario cambiar algunas mangueras y retenes del motor antes de usar biodiesel en él, especialmente con vehículos antiguos.
Sus costos aún pueden ser más elevados que los del diesel de petróleo. Esto depende básicamente de la fuente de aceite utilizado en su elaboración.
El transporte en la Unión Europea• Consumo energético del transporte.
Representa el 45% de la demanda total de derivados del petróleo. Tiene un crecimiento anual del 2%. El 98% de la energía consumida en el transporte procede de combustibles
fósiles.
• Emisiones contaminantes.
Los medios de locomoción son responsables del 87% de las emisiones de CO, del 66% del NOx, del 60% de CO2 y del 5% de SO2.
Estrategia europeaFomento de energías renovables y menos contaminantes que las fósiles:
Biocombustibles. Fotovoltaica. Eólica. Biomasa. Hidrógeno
Estándares y regulaciónLos esteres metílicos de los ácidos grasos ( FAME ), denominados biodiésel, son productos de origen vegetal o animal, cuya composición y propiedades están definidas en la norma EN 14214 , con excepción del índice de yodo , cuyo valor máximo queda establecido en 140.
El Biodiésel aparece regulado en el Real Decreto 61/2006, de 31 de enero, por el que se determinan las especificaciones de gasolinas, gasóleos, fuelóleos y gases licuados del petróleo y se regula el uso de determinados biocarburantes.
En la sección de Legislación y Normas del Biodiesel en BioDieselSpain.com hay muchos documentos que pueden servirte de ayuda.
FAQ’s. Preguntas frecuentes¿Qué es el Biodiésel ?
El Biodiésel es éster metílico de ácidos grasos producido a partir de un aceite vegetal o grasa animal, de calidad similar al gasóleo, para su uso como biocarburante.
¿Cuáles son la materias primas principales?
Aunque existen aproximadamente 300 especies de oleaginosas, las materias primas con las que se produce habitualmente el biodiésel son:
1. -Girasol2. -Colza3. -Soja4. -Palma-5. -Palmiste6. -Aceites vegetales reciclados7. -Grasas animales.
¿Qué perspectivas de crecimiento tiene?
El biodiésel es una de las principales energías alternativas. La cuota de mercado para los biocarburantes esperada es:
Horizonte 2005……2% Horizonte 2010……5,75%
El consumo nacional de gasóleo de automoción en 2003 fue de 20.770.000Tm, y está aumentando cada año.
¿Cuál es la producción actual?
La producción actual española utiliza principalmente aceites fritos usados como material prima y obteniendo ésteres metílicos que posteriormente se añaden al gasóleo de automoción, con lo que se obtiene el biodiesel.
La capacidad instalada en España en plantas de biodiésel a finales de 2005 será previsiblemente de 322.000Tm/año
Sin embargo, la mayoría de las plantas entrarán en servicio a finales de 2005 por lo que la producción total de biodiesel en España en 2005 será unas 150.000Tm./año.
Desconocimiento de fabricantes de automóviles y sus garantías .
Por la reciente entrada en vigor del Real Decreto 1700/2003, de 15 de diciembre, donde se fijan las especificaciones de los biocarburantes, existe una gran confusión a la hora de hablar de Biodiésel.
Los fabricantes aún hoy todavía interpretan Biodiésel por éster metílico puro 100%, s decir si mezcla con Biodiésel y sin tener en cuenta que lo que se comercializa es una mezcla que siempre y en todo momento debe cumplir la especificación EN-590 (Gasóleo A)que es para la cual tienen expedidas todas las garantías de los vehículos.
Conclusiones
La industria del Biodiésel, debe basarse en los siguientes puntos:
• Nuevos cultivos energéticos.
España, es uno de los países de la UE, con más consumo de aceite vegetal por habitante.
El Biodiesel contribuye a:
• Reducción de las emisiones contaminantes de los vehículos.
• Lucha contra el efecto invernadero (Kyoto)
• Reducción de la dependencia energética exterior.
• Protección de aguas fluviales y marinas.
• Reducción de los costes en las estaciones depuradoras de aguas residuales.
• Mejora del marco socioeconómico del área rural.
• Planteamientos medioambientales
• Reciclaje de aceites usados
Cómo hacer biodiéselPrimera parte
Cualquiera puede producir biodiésel. Es fácil, puedes hacerlo en tu cocina, y es mejor que el combustible derivado del petróleo que venden las petroleras. Tu motor funcionará mejor y durante más tiempo con tu combustible casero, y es mucho más limpio. Es mejor para el ambiente y para la salud. Si lo produces a partir de aceite de cocina usado no sólo será barato, también estarás reciclando un residuo contaminante. Así es como se hace:
Primera parte
Las tres alternativas 1. Mezclas 2. Aceite vegetal como combustible diésel 3. ¿Biodiésel o aceite vegetal?
Biodiésel ¿Cómo empezar? El proceso Tu primera prueba Nuestro primer biodiésel Biodiésel de aceite nuevo Biodiésel de aceite usado Proceso a mayor escala Secado del aceite Filtrado del aceite de cocina usado Filtrado del biodiésel Centrifugadoras Prelavado con glicerina Lavado Uso del biodiésel Seguridad Más sobre el metanol
Las tres alternativas
Hay tres maneras de hacer funcionar un motor diésel con aceite vegetal. Una de ellas es mezclarlo con gasolina, diésel mineral (procedente del petróleo), o algún otro disolvente. La segunda manera es quemarlo directamente sin mezclarlo con nada, y la tercera es transformarlo en biodiésel. Cada una de ellas tiene ventajas e inconvenientes.
Mezclas
El aceite vegetal es mucho más viscoso que el diésel mineral y que el biodiésel. El propósito de mezclarlo con otros combustibles o disolventes es reducir su viscosidad para que fluya mejor a través del sistema de combustible hasta la cámara de combustión.
Se hacen distintas mezclas, desde 10% de aceite y 90% de diésel, hasta 90% de aceite y 10% de diésel. Algunas personas usan estas mezclas sin precalentamiento (el calor reduce la viscosidad del aceite), o usan incluso aceite vegetal puro sin haberlo precalentado.
Esto último puede hacerse en verano con un viejo Mercedes IDI diésel de cinco cilindros de los años ochenta, que es un motor muy
resistente. Aunque no le siente bien, lo aguantará. No puede hacerse con cualquier motor.
Para hacerlo bien y sin riesgos hay que modificar el motor y el sistema de combustible, por lo menos añadiendo precalentamiento (sigue leyendo). En ese caso no hacen falta mezclas, puede usarse aceite vegetal puro.
Las mezclas de aceite vegetal con distintos disolventes como la trementina, o con «ingredientes secretos», como el naftaleno o la gasolina sin plomo, son experimentales. Se sabe muy poco o nada sobre los efectos de estos aditivos en las características de combustión del combustible, o sobre su efecto en el motor a largo plazo. Estas mezclas no son recomendables.
Su mayor viscosidad no es el único problema del empleo de aceite vegetal como combustible. La composición y características de combustión del aceite vegetal son distintas de las del combustible diésel para el que están diseñados los motores, especialmente los más modernos. Los motores modernos son máquinas de tecnología avanzada bastante exigentes con las características del combustible. Son resistentes, pero hay que cuidarlos.
Esto no está garantizado, pero se dice que una mezcla de 20% de aceite vegetal de buena calidad con 80% de diésel mineral es bastante segura para motores antiguos, especialmente en verano. En los demás casos, para usar aceite vegetal hay que modificar el motor, o transformar el aceite en biodiésel.
En general las mezclas son un compromiso pobre. Sin embargo pueden tener ventajas cuando hace frio. Como ocurre con el biodiésel, mezclando algo de diésel mineral con el aceite vegetal se reduce la temperatura a la que el aceite empieza a gelificarse.
Aceite vegetal como combustible diésel
Los sistemas para aceite vegetal pueden ser una opción limpia, eficaz y barata.
Para que el motor funcione con biodiésel no es necesaria ninguna modificación, en cambio para que funcione con aceite vegetal hay que hacerle algunos cambios. Lo mejor es instalar un sistema profesional de un depósito, con inyectores nuevos y precalentamiento del combustible. El sistema para aceite vegetal de Elsbett funciona con diésel mineral, biodiésel, aceite vegetal, y cualquier combinación entre
ellos. Permite arrancar y parar el motor sin ninguna precaución especial, como en un automóvil normal. La furgoneta Toyota TownAce de Journey to Forever tiene instalado el sistema Elsbett de un depósito.
También hay sistemas de dos depósitos con precalentamiento del aceite. Hay que arrancar el motor con diésel mineral o biodiésel. Mientras el aceite se va calentando un segundo depósito, y sustituye al diésel cuando está lo bastante fluido. Antes de parar hay que volver al diésel para evitar daños en los inyectores.
Consulta Aceite vegetal como combustible diésel.
¿Biodiésel o aceite vegetal?
El biodiésel tiene varias ventajas sobre el aceite vegetal:
Puede usarse en cualquire vehículo diésel sin ninguna modificación en el motor.
Sus propiedades son más adecuadas que las del aceite para climas fríos, aunque no tanto como las del diésel mineral.
A diferencia del aceite, está respaldado por pruebas de larga duración en muchos países, incluyendo miles de quilómetros en la carretera.
El biodiésel es un combustible limpio, seguro y bien desarrollado, mientras que muchos sistemas para aceite vegetal son aún experimentales y hay que investigarlos más.
Por otra parte, el biodiésel puede ser más caro, dependiendo de la materia prima, de la cantidad producida, y de si se compara con el aceite nuevo o con el aceite usado. Además hay que procesarlo.
De todas formas también hay que procesar el aceite vegetal, especialmente el aceite de cocina usado, que mucha gente prefiere porque es gratuito o muy barato. Hay que limpiar el aceite de cocina usado de partículas, impurezas y agua. Muchas veces también hay que desacidificarlo.
CombustibleHay que
procesarloFuncionamiento
garantizado
Cambios en el
motorCoste
* Puede que haya que cambiar los filtros de combustible durante las dos primeras semanas. En algunos motores antiguos hay que cambiar los conductos y las juntas
CombustibleHay que
procesarloFuncionamiento
garantizado
Cambios en el
motorCoste
de caucho. Consulta El biodiésel y tu vehículo
Biodiésel Sí Sí* No
Más barato que el diésel
mineral
Aceite vegetal
Sí, pero menos
No Sí
Más barato a
largo plazo
La mayoría de los estadounidenses consume unos 500 galones de combustible al año (diez galones por semana), lo que supone un coste de 1.200 $ al año (precios de diciembre de 2008).
El diésel mineral cuesta por lo menos el doble en muchos otros países industrializados (en el Reino Unido, en diciembre de 2008, costaba el equivalente a 5,74 $ por galon US), pero en esos el consumo es menor que en EE.UU..
Los productores de biodiésel caseros producen biodiésel con aceite de cocina usado con un coste de entre 0,50 y 1,00 $/galón, de forma que sus 500 galones anuales les cuestan entre 250 y 500 dólares.
Un sistema para aceite vegetal cuesta entre 500 y 1.200 dólares, o más. Consiguiendo el aceite gratis, el sistema se amortiza en el plazo de un año, que no es mucho en la vida de un motor diésel. Pero probablemente no se ahorre tanto como con la producción de biodiésel.
¿Funcionará bien el motor con aceite vegetal? Sí, si instalas un buen sistema. Más información en Aceite vegetal como combustible diésel.
Biodiésel
Probablemente la mejor solución sea transformar el aceite en biodiésel.
Hay biodiésel disponible comercialmente. La mayoría de los principales fabricantes europeos de automóviles ofrecen garantías para el uso de biodiésel en sus motores, aunque puede que no para cualquier biodiésel. Algunos fabricantes solo garantizan el funcionamiento con biodiésel de colza, y no con biodiésel de soja, porque el de soja no cumple la norma de calidad europea EN 14214.
En Alemania hay miles de estaciones de servicio que venden biodiésel, y más barato que el diésel mineral. Todo el diésel mineral que se vende en Francia contiene entre un 2% y un 5% de biodiésel. Las leyes europeas obligarán a hacerlo así en todos los paíeses de la Unión Europea. Ya hay leyes similares en algunos estados de EE.UU., donde las ventas de este combustible crecen rápidamente. En el Reino Unido el biodiésel paga menos impuestos de el diésel mineral.
Si prefieres hacerlo personamente, hay buenos métodos para producir biodiésel de gran calidad. Algunos de los productos necesarios son peligrosos, toma todas las precauciones. Si te quemas, quedas mutilado, pierdes la vista, mueres, o haces daño a alguien, nos dará mucha pena, pero no nos sentiremos responsables. La responsabilidad de tus actos es solo tuya.
Por otra parte, nadie se ha hecho daño produciendo biodiésel casero. Muchas personas corrientes de todo el mundo han estado haciendolo durante años, y hasta ahora no ha ocurrido ningún accidente grave. Haciendolo con prudencia y sensatez no es peligroso.
«Sensatez» quiere decir que no tengas demasiado miedo, como algunas personas que dicen: «me gustaría hacer biodiésel, pero me asustan esos venenos terribles». De hecho son bastante comunes en las casas. El hidróxido de sodio se emplea como desatascador de tuberías; el metanol como combustible para barbacoa y en aeromodelismo.
Miralo con perspectiva, no hay motivo para tener miedo. Empieza por aprender todo lo que puedas. Encontrarás mucha información aquí y en otros sitios web. Consulta Seguridad.
¿Cómo empezar?
Empieza con el proceso, el reactor puede esperar. Lo más recomendable es hacer pruebas de un litro conaceite nuevo, que es más fácil que con aceite usado. Puedes hacerlas con una batidora vieja o construyendo un sencillo mini-reactor para pruebas.
Avanza paso por paso. Estudia todo lo que dice esta página. Puedes hacer comprobaciones que te ayuden a seguir por buen camino. Cuando tengas dominadas las pruebas con aceite nuevo, podrás empezar con el aceite usado. Después podrás intentarlo con cantidades mayores.
En el fondo todo es bastante sencillo. No hay nada en este proceso que una persona corriente no pueda comprender y hacer bien, pero hay mucho que aprender. Aquí encontrarás toda la información necesaria. Journey to Forever es el resultado de la colaboración de miles de personas de todo el mundo durante una década.
El proceso
El biodiésel se hace a partir de grasas de origen animal y vegetal, que desde el punto de vista químico sontriglicéridos. No puede hacerse con grasa de origen inorgánico, como el aceite lubricante.
Cada molécula de triglicérido está formada por tres moléculas de ácido graso unidas a una molécula de glicerina. La reacción de formación de biodiésel consiste en separar los ácidos grasos de la glicerina con ayuda de un catalizador (NaOH o KOH), y unir cada uno de ellos a una molécula de metanol o de etanol. Esta reacción se llama transesterificación.
Productos necesarios
Para los principiantes que hacen sus primeras pruebas es mejor comprar reactivos de calidad a un distribuidor de productos químicos. Aunque el coste unitario parezca caro, al principio hace falta poca cantidad, y merece la pena a cambio de evitar que la mala calidad de los reactivos altere el resultado de la prueba. Cuando termines las pruebas y empieces a producir en mayor cantidad, será el momento de buscar suministros baratos.
El alcohol puede ser metanol, que forma metilésteres, o etanol, que forma etilésteres. Puede hacerse metanol a partir de biomasa (madera), sin embargo casi todo el metanol disponible procede del gas natural, que es un combustible fósil. No hay manera de crear metanol casero.
La mayor parte del etanol disponible procede de las plantas (el resto procede del petróleo), y además puede producirse de forma casera. Hacer biodiésel con etanol es mucho más difícil que hacerlo con metanol. El biodiésel de etanol no es para principiantes.
El etanol es el alcohol etílico presente en las bebidas alcoholicas; el metanol es venenoso. En realidad los dos son tóxicos, pero el metanol es mucho más peligroso. No debes preocuparte, porque el metanol es seguro si se trata con cuidado. Todo lo que leas aquí está escrito pensando en la seguridad. ConsultaSeguridad.
Otros nombres del metanol son: alcohol metílico, alcohol de madera, hidrato de metilo, carbinol, hidróxido de metilo, hidroximetano. Todos ellos son lo mismo. El término metilcarbinol se refiere tanto al metanol como al etanol.
La pureza del metanol tiene que ser por lo menos del 99%.
Para las pruebas puedes comprar combustible para barbacoa en un supermercado. No siempre es metanol, tienes que asegurarte de que sea metanol puro antes de comprarlo. Si contiene alguna otra substancia no sirve. Tampoco sirven el etanol desnaturalizado ni el isopropanol.
El catalizador puede ser hidróxido de potasio (KOH) o hidróxido de sodio (NaOH, sosa caústica). Ambos son higroscópicos, es decir, que absoben fácilmente la humedad del aire, y eso reduce su capacidad para catalizar la reacción. Hay que guardarlos siempre en recipientes cerrados herméticamente.
En los procesos descritos aquí (método de una etapa, método base-base, método ácido-base) puede usarse cualquiera de los dos (KOH o NaOH).
El hidróxido de sodio (NaOH) es más barato. El hidróxido de potasio (KOH) es mejor como catalizador y más fácil de usar. Los productores experimentados, que consiguen combustible de excelente calidad, usan hidróxido de potasio, y también los productores comerciales. Otra ventaja del KOH es que proporciona como subproducto del proceso fertilizante de potasio.
Recomendamos el hidróxido de potasio (KOH), especialmente a los principiantes.
El proceso es el mismo con KOH que con NaOH, pero la cantidad tiene que ser 1,4 veces mayor (1,4025). Se vende con varias concentraciones. Puedes comprar KOH y NaOH a distribuidores de productos químicos y en tiendas de artículos para fabricación de jabón.
El NaOH se utiliza como desatascador de tuberías y puedes comprarlo en supermercados, pero tiene que ser NaOH puro. Sacude el bote para asegurarte de que los granos están sueltos. Si han absorbido humedad estarán pegados unos a otros. Recuerda que tienes que guardar el hidróxido en un recipiente hermético. Los granos tienen que ser translúcidos e incoloros. Si son de algún color como azul o púrpura, contienen alguna otra substancia y no sirven. Asegúrate de que lo que compras es NaOH puro.
La manera más común de comparar la acidez de distintos aceites usados es indicar el resultado de la valoración hecha con NaOH. Sin importar el catalizador que utilizan en el proceso (KOH o NaOH), la mayoría de los productores expresa la acidez del aceite como el nº de gotas de solución de NaOH que fueron necesarias en la valoración.
ATENCIÓN: El catalizador es muy corrosivo. Evita el contacto con la piel y con los ojos, no respires los gases que desprende, y mantenla alejada de alimentos, niños y mascotas. El catalizador reacciona con el aluminio, el estaño y el cinc.Para el metóxido utiliza recipientes de HDPE (polietileno de gran densidad), vidrio, acero inoxidable, o esmaltados. Consulta Seguridad.
¿Qué aceite es mejor?
Los principiantes deben hacer sus primeras pruebas con aceite nuevo, sin cocinar. Los mejores aceites son el de colza, el de canola (que es una variedad de colza desarrollada en Canadá), el de maíz, el de soja y el de girasol.
No hagas tus pruebas con aceite de maní (cacahuete). El biodiésel de maní empieza a solidificarse a 15,5º C. Puede dar resultados extraños en las pruebas de calidad, que son una parte importante del aprendizaje.
El biodiésel hecho con aceite de palma, aceite de coco, sebo o manteca, solo sirve para el verano, porque con el frío se espesa y solidifica. El biodiésel suele tener un punto de fusión menor que el aceite del que proviene, pero si vives en un clima frío evita estas grasas y aceites, al menos en tus primeras pruebas.
El aceite de oliva, el de maní, el de palma, el sebo y la manteca pueden ser más ácidos de lo que es normal en los aceites comestibles refinados (menos de 1% de acidez). La acidez afecta al proceso de producción de biodiésel. En las primeras pruebas el aceite de tener la menor acidez posible. Evita también estos aceites.
La mayoría de los aceites comestibles comerciales contiene aditivos, como ácido cítrico y antiespumantes, que no tienen ningún efecto sobre el proceso o la calidad del combustible.
Si no encuentras ninguno de los aceites recomendados prueba con el aceite de cocina más común de tu región (tiene que ser aceite refinado). Probablemente será adecuado.
Cuando domines la realización de pruebas de un litro de aceite nuevo que superen los controles de calidad, empiza con pruebas de un litro de aceite usado. Cuando hayas completado con éxito las pruebas con distintos tipos de aceite podrás empezar la producción de biodiésel de gran calidad, y sabrás como enfrentarte a las peculiaridades de cada uno de ellos.
Tu primera prueba
Materiales y utensilios:
Un litro de aceite vegetal nuevo, sin cocinar 200 ml de metanol con pureza del 99% Catalizador, que puede ser hidróxido de potasio (KOH) o
hidróxido de sodio (NaOH). Recomendamos KOH porque da mejor resultado
Batidora vieja, o mejor un mini-reactor Balanza con 0,1 gr de resolución (mejor aún con una resolución
de 0,01 gr) Vasos de medición para el metanol y el aceite Recipiente de medio litro de HDPE blanco y translúcido con -----
y tapa de rosca Dos embudos que encajen en la boca del recipiente de HDPE,
uno para el metanol y otro para el catalizador Una botella de dos litros de plástico PET (botella normal de agua
o de refresco) para la sedimentación Dos botellas de dos litros de plástico PET para el lavado Termómetro
Todo tiene que estar limpio y seco. Compra catalizador y metanol de calidad a un distribuidor de productos químicos o de material de laboratorio. También es posible comprar catalizador de buena calidad a distribuidores de artículos para fabricación de jabón. Aunque el coste unitario parezca caro, al principio hace falta poca cantidad, y merece la pena a cambio de evitar que la mala calidad de los reactivos altere el resultado de la prueba.
1. Seguridad
Lee las instrucciones de seguridad.
2. Catalizador
Tienes que darte prisa al pesar el catalizador porque absorbe la humedad del aire con mucha facilidad, y el agua es perjudicial para la reacción. Para pesarla métela dentro de una bolsa de plástico (o puedes meter el bote y la balanza dentro de una gran bolsa de plástico transparente). Cierra bien el bote y la bolsa, enrrollándola sobre sí misma para sacar de su interior tanto aire como sea posible. La balanza debe estar ajustada para que no tenga en cuenta el peso de la bolsa (pulsa la tecla "tara" con la bolsa vacía sobre la balanza).
¿Cuánto catalizador es necesario? Si utilizas NaOH (por lo menos 97% de pureza), la catidad necesaria es de 3,5 gramos exactos. Si utilizas KOH la cantidad depende de la pureza: pureza del 99% (poco común), exactamene 4,9 gr (4,90875); 92% (más común), 5,3 gr (5,33); 90%, 5,5 gr (5,454); 85%, 5,8 gr (5,775). Sirve cualquier pureza igual o mayor a 85%.
3. Preparación del metóxido
Sigue el método sencillo para preparar metóxido, que es una forma segura de hacerlo.
Mide 200 ml de metanol y viértelos con un embudo dentro del recipiende de medio litro de HDPE. el metanol también absorbe humedad del aire, hazlo deprisa y cierra bien la botella del metanol. No le tengas miedo. A temperatura ambiente normal no se evapora suficiente cantidad para suponer un peligro.
Añade el catalizador al metanol en el recipiente de HDPE, con cuidado, mediante un segundo embudo. Encaja el tapón y enrrosca la tapa encima firmemente. Agita la botella unas pocas veces, de lado lado formando un remolino (no la sacudas en vertical). La botella se calienta durante la reacción. Agitandola bien durante un minuto, a intervalos de cinco o seis minutos, el catalizador se disolverá en el metanol formando metóxido de sodio o metóxido de potasio. Puedes empezar el proceso en cuanto se haya disuelto todo el catalizador.
Cuanto más agites más rápido se disolverá. El NaOH puede tardar en disolverse toda una noche, unas pocas horas, o tan solo media hora, si se agita mucho. Pero no seas impaciente, espera a que se disuelva
completamente. El KOH se disuelve en mucho menos tiempo que el NaOH y puede estar listo en diez minutos. Agitando cinco o seis veces tarda media hora.
4. La reacción
Mini-reactor para pruebas
Con batidora. Utiliza una batidora vieja o una nueva barata. Recuerda que nunca podrás volver a cocinar con ella. Comprueba que las juntas se encuentren en buen estado (debe ser un modelo con recipiente cerrado), que todas sus piezas estén limpias y secas, y que cierre perfectamente.
Precalienta el aceite a 55º C y viertelo dentro de la batidora. Con la máquina aún parada, vierte el metóxido con mucho cuidado. Antes de empezar asegurate de que la tapa esté bien cerrada. Debes mezclar durante veinte o treinta minutos, o un poco más. Es suficiente con una velocidad de giro lenta.
Con mini-reactor. En contrarás las instrucciones para costruirlo en la página del mini-reactor. Improvisa cuando sea necesario, puede hacerse de distintas maneras. Con este reactor la reacción tarda una hora a una temperatura de 55º C.
5. Trasvase
En cuanto termine la reacción vierte la mezcla en una de las botellas de dos litros y cierrala. La mezcla se contrae al enfriarse, deformando la botella. Puede que tengas dejar que entre algo de aire después de un rato.
6. Separación
Biodiésel recien hecho, veinte minutos después de la reacción.
Déjalo en reposo uno o dos días, o mejor un poco más. La glicerina formará una capa oscura en el fondo claramente separada de la capa de biodiésel que flota encima, de color claro. El color exacto de estas dos capas depende del aceite empleado. El biodiésel suele ser de color amarillo pálido (más parecido al ambar si está hecho con aceite de cocina usado). El biodiésel puede estar cristalino o turbio, no importa. Si está turbio se aclarará con el tiempo, pero no hace falta esperar.
Después de la separación decanta el biodiésel cuidadosamente en un frasco limpio o en una botella de plástico, evitando que entre glicerina en el nuevo recipiente. Si ocurre, dejalo en reposo para que vuelvan a separarse.
7. Calidad
Para comprobar la calidad del biodiésel haz la prueba del lavado y la prueba del metanol. Si no pasa las pruebas no te desanimes. Si durante el reposo se ha formado la capa de glicerina en el fondo, ya has conseguido biodiésel.
Es normal que los primeros intentos no pasen las pruebas de calidad. Por ejemplo, distintas batidoras y reactores tienen distintas formas y velocidades de giro. Eso afecta al tiempo de reacción, y hay que hacer ajustes.
Solo necesitas más práctica, especialmente para medir con exactitud. Asegúrate de que los reactivos que usas son de calidad y de que has seguido las instrucciones al pie de la letra.
8. Lavado
Si la muestra ha pasado las pruebas puedes lavar el resto. Consulta lavado. Haz el lavado en dos botellas de plástico de dos litros, con medio litro de agua de grifo en cada uno de los tres o cuatro lavados que son necesarios. Haz un agujero de dos milímetros en el fondo de cada botella y tápalo.
Vierte el biodiésel en una de las botellas y añade medio litro de agua limpia. Cierra bien la botella y agitala hasta que formen una mezcla homogénea. Si tienes un mezclador de pinturas lo bastante pequeño y una taladradora de velocidad variable, puedes recortar las botellas y mezclar con la taladradora. Deja que repose por lo menos tres horas. Drena el agua del fondo através del agujero, tapalo con el dedo cuando empieze a salir biodiésel, y trasvasa el combustible a la otra botella para el siguiente lavado. Limpia la botella y tapa el agujero. Debes repetir este proceso tres o cuatro veces.
9. Secado
Cuando está translúcido y cristalino ya está seco. Puede que tarde unas horas, o unos días. Si tienes prisa calientalo suavemente hasta 48º C y deja que se enfríe. Así se evapora el agua, déjalo en un recipiente abierto.
¡Felicidades!
Acabas de crear combustible de excelente calidad.
Nuestro primer biodiésel
Keith sostiene dos muestras
Cuando hicimos nuestro primer biodiésel en Hong Kong hace más de siete años, era una investigación personal. Casi todo era improvisado y rudimentario. A parte de los reactivos, vasos de medición y jeringas, solo tuvimos que comprar una balanza.
Lo hicimos con desatascador de desagües de hidróxido de sodio, comprado en una droguería, y sesenta litros de aceite de cocina usado del McDonald's de la isla de Lantau. Estaba en cuatro garrafas de 16 litros. Era una mezcla de aceite y resíduos de grasa de pollo y ternera. En dos de las garrafas se había solidificado; en las otras dos era una pasta semilíquida. Lo calentamos en la cocina hasta 50º C y lo pasamos por un colador de malla fina, y después por filtros de café. Estaba bastante limpio, pues quedaron en los filtros pocos restos de comida.
También compramos diez litros del aceite de cocina más barato que pudimos encontrar. En las etiquetas solo ponía «aceite de cocina», sin decir de qué tipo. Con este aceite hicimos nuestra primera prueba.
Nos salió bien, aunque dos de nuestros seis primeros intentos no funcionaron. Hemos aprendido mucho desde entonces. Ahora conseguimos siempre biodiésel de excelente calidad. Ya no lo hacemos la reacción ni la preparación del metóxido en recipientes abiertos, ni tú tampoco deberías. Consulta Seguridad yReactores para biodiésel.
Desde entonces hemos mejorado enormemente nuestros conocimientos, equipos y medidas de seguridad. Principalmente gracias a la colaboración de miles de productores caseros de todo el mundo en la lista de correo de los biocombustibles y otros foros de internet.
Biodiésel de aceite nuevo
Midori mide la temperatura del aceite
Nota: Haz tu primera prueba con un litro de aceite nuevo (sin cocinar) siguiendo las instrucciones del apartado Tu primera prueba. Comprueba el resultado con las Pruebas de calidad.
Nos resultó difícil encontrar metanol puro en Hong Kong, por lo que acabamos pagando el carísimo precio de 10 $ por litro (compramos cinco litros), a un distribuidor mayorista de productos químicos. Su pureza tiene que alcanzar el 99%.
Usamos Hidróxido de sodio (NaOH), comprado como desatascador de desagües en una droguería. Venía en pequeños botes de plástico, y no siempre se encontraba en buen estado. Recomendamos usar hidróxido de potasio (KOH) en vez de NaOH.
Lo hicimos con dos litros de metanol, diez litros de aceite vegetal y 3,5 gr de NaOH por cada litro de aceite (35 gr para diez litros). Es mejor empezar con pruebas de un litro.
Tuvimos que medir deprisa los 35 gr de catalizador porque absorbe la humedad del aire. En Hong Kong la humedad estival es del 80% y la temperatura de 30ºC o más. El catalizador se humedecía enseguida y perdía efectividad.
Preparamos el metóxido en una botella de cristal con las pareces gruesas y resistente al calor, con el cuello estrecho para evitar salpicaduras. Empezó a calentarse mucho y a desprender vapor de metanol. La reacción tardó 15 minutos. Siempre hay que preparar el metóxido en recipientes cerrados, aunque por entonces nosotros no lo sabíamos.
El metóxido de sodio es una substancia alcalina muy corrosiva. Cuando trabajes con metóxido respeta todas las medidas de seguridad, ten cerca un grifo de agua corriente y una botella de vinagre. Si te salpica en la piel, empapa la zona afectada en vinagre y enjuagala bajo el grifo con mucha agua.
Mientras habiamos calentado los diez litros de aceite hasta 40ºC en un cubo de acero de veinte litros para darle fluidez y que se mezclara mejor con el metóxido (55ºC es una temperatura más apropiada). Si calientas demasiado el metanol se evaporará (el metanol hierve a 64,7ºC).
Habiamos construido un soporte de madera para sujetar una taladradora, que hacía girar un mezclador de pinturas. Funcionó bien y sin salpicar. Esto es poco recomendable, pues es peligroso poner motores eléctricos sobre recipientes abiertos que desprenden vapor de metanol, que es inflamable. ConsultaReactor sencillo de 20 litros.
Con el agitador en marcha, añadimos el metóxido al aceite cuidadosamente. La reacción comenzó de inmediato, transformando la mezcla en un líquido dorado y cristalino. Seguimos agitando durante una hora a temperatura constante, y lo dejamos reposar toda la noche. Al día siguiente sacamos del cubo diez litros de biodiésel, quedando en el fondo dos litros de glicerina.
Biodiésel de aceite usado
Aceite de cocina usado
El isopropanol (alcohol isopropílico) necesario para valorar (medir la acidez) del aceite se puede comprar a distribuidores de productos químicos. Se dice que sirve con una pureza del 70%, pero a nosotros no nos dió buenos resultados. Es mejor que compres isopropanol con 99% de pureza a un distribuidor de productos químicos.
El rojo de fenol empleado en las piscinas no sirve para valorar el aceite de cocina usado porque su rango de pH no es lo bastante amplio. Hazlo con fenolftaleína, concretamente con solución de fenolftaleína al 1% (1.0 w/v %) con con etanol de 95% de pureza. La fenolftaleína dura un año. Hay que guardarla en un lugar fresco y oscuro porque es sensible a la luz y al calor.
El proceso
Es más interesante hacer el biodiésel a partir de aceite usado, y también más difícil.
Primero comprueba la cantidad de agua. El aceite usado suele contener agua, que hay que quitarle antes de comenzar la reacción. Lee Secado del aceite, más abajo.
Después mide la acidez del aceite. Esta medición se llama valoración.
El contenido de ácidos grasos libres de las grasas y aceites refinados es menor del 0,1%. El aceite usado es más ácido, a veces mucho más. Los ácidos grasos libres se forman al cocinar. Su cantidad depende de la temperatura que alcance el aceite y del tiempo que se mantenga esa temperatura. A más calor y tiempo, más ácido se vuelve el aceite. La acidez obliga a aumentar la cantidad de catalizador para neutralizar los ácidos grasos libres, formando jabón, que se hunde junto con la glicerina.
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Aquí hay otro método. Gasta menos energía y no hay riesgo de que se formen ácidos grasos libres por exceso de calor (sigue leyendo). Calienta el aceite hasta 60º C, mantén esa temperatura durante quince minutos y viertelo en otro recipiente para que repose al menos 24 horas. El 90% del contenido es aceite que puedes usar. El 10% restante (lo que hay en el fondo) es agua que no debes mezclar de nuevo con el aceite.
Con el aceite usado hace falta más catalizador que con el aceite nuevo, para neutralizar los ácidos grasos libres que se forman al cocinar el aceite e interfieren en transesterificación.
Tienes que hacer una valoración para determinar el contenido de ácidos grasos libres del aceite y cuanto catalizador necesitarás para neutralizarlos. Esto es determinar el pH, o nivel ácido-base. El valor 7 es neutro, valores inferiores aumentan la acidez, y valores superiores la reducen. Lo mejor es usar un medidor de pH electrónico, o bien tiras de comprobación del pH (papel tornasol), o solución de fenolftaleína.
También pensamos en usar zumo de repollo rojo, que cambia de rojo en un ácido fuerte, a rosa, púrpura, azul, y finalmente verde en una base fuerte. No teníamos medidor de pH, así que utilizamos solución de fenolftaleína. La fenolftaleína es incolora con pH inferior a 8,3, luego se vuelve rosa (o más bien magenta), y roja con pH 10,4.
Disuelve un gramo de catalizador en un litro de agua destilada (solución de catalizador al 0,1%). En un vaso de precipitados pequeño disuelve 1 ml de aceite en 10 ml de alcohol isopropílico puro. Calienta el vaso de precipitados al baño maría y remueve hasta que todo el aceite se halla disuelto. Añade dos gotas de solución de fenolftaleína.
Con una jeringa graduada pon solución de catalizador al 0,1%, gota a gota, en la solución de aceite-alcohol-fenolftaleína. Agita todo el tiempo hasta que la solución se vuelva rosa y mantenga el color durante 10 segundos. Anota el nº de ml de solución de catalizador que has usado y suma 3,5 al nº de gramos de catalizador por litro de aceite.
De nuestra primera valoración obtuvimos un resultado de 6 ml de solución de catalizador al 0,1% (no muy buen aceite), así que usamos 6 + 3,5 = 9,5 gramos de catalizador por litro de aceite: 95 gramos para 10 litros.
Después procede como con el aceite nuevo: mide la cantidad de catalizador que necesites y mézclalo con el metanol. Se calentará y
tardará más en reaccionar porque esta vez hay más catalizador. Asegúrate de que se disuelve totalmente.
Añade con cuidado el metóxido de sodio al aceite caliente mientras lo revuelves, y sigue revolviendo durante una hora. Deja que la mezcla repose toda la noche y aspira el biodiésel con un sifón.
Las cinco primeras pruebas fueron de diez litros de aceite usado cada una; tres veces conseguimos biodiésel (algo más oscuro que el de aceite nuevo) y glicerina, y las otras dos se formó gelatina. Ten cuidado con la valoración, hazla dos veces, sólo para asegurarte. Sigue leyendo y aprenderás cómo conseguir un biodiésel de gran calidad cada vez que lo intentes.
La producción fue menor que con el aceite nuevo, con 8-9 litros de biodiésel en vez de 10. El método ácido-base, desarrollado desde entonces, permite obtener una producción mucho mayor con aceite que ya tiene mucho uso.
Comprueba la calidad de tu biodiésel con este control de calidad básico.
Para una descripción más detallada de la producción de biodiésel a partir de aceite de cocina usado consulta el método de una etapa.
Proceso a mayor escala
Cuando estés seguro de que puedes conseguir buenos resultados cada vez que lo intentes, incluso con aceite usado de distintas procedencias, podrás aumentar la escala del proceso para cubrir tus necesidades de combustible. Ahora que conoces bien el proceso estás mejor preparado para saber qué tipo de reactor quieres que si hubieras empezado construyendo un reactor (como hacen muchos) antes de comprender el proceso.
«Comprender el proceso es indispensable para operar el reactor» Prof. P.V. Pannir Selvam, centro tecnológico, departamento dre ingeniería química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Brasil. Lista de correo de los biocombustibles, 15 de abril de 2007.
Consulta reactores para biodiésel
Sin embargo las pruebas de un litro no son solo para principiantes. Es una técnica básica que emplearás siempre. Muchos productores caseros experimentados hacen pruebas de un litro con cada nuevo lote de aceite. Muchos no solo valoran el aceite cada vez para calcular
la cantidad correcta de catalizador, también hacen pruebas de un litro, y después pruebas de lavado. De esta manera se aprende mucho, el combustible queda mejor, y se evitan problemas.
La gente que empieza haciendo lotes de cuarenta galones casi nunca aprende la exactitud y la disciplina que se adquieren al hacer pruebas de un litro. Su combustible es de peor calidad, y cuando algo va mal no saben como arreglarlo.
Si has seguido cuidadosamente las instrucciones de esta página y te has familiarizado con todas las variables, ya dispones de una buena metodología y sabrás qué hacer cuando algo vaya mal.
Escribe un diario de trabajo, toma notas, registra todos los pasos. Toma muestras de todos tus lotes en tarros de cristal pequeños y etiquétalos con claridad. Apunta en el diario estas tomas de muestras. No lo lamentarás.
Al cambiar de las pruebas de un litro a un reactor grande ten en cuenta que probablemente tendrás que ajustar el proceso. Todos los métodos se basan en valores medios y aproximaciones porque hay grandes diferencias entre los distintos reactores. Las batidoras agitan mucho más rápido que cualquier reactor. Probablemente el reactor tarde más en conseguir el mismo resultado. Emplea las pruebas de calidad para refinar el proceso en tu reactor.
Secado del aceite
El agua del aceite reacciona con el catalizador, especialmente si hay un exceso de catalizador, y puede que la mezcla se convierta en gelatina.
Empieza comprobando el contenido de agua del aceite. Calienta medio litro en una sartén mientras mides la temperatura con un termómetro. Si contiene agua empezará a chisporrotear a 50 ºC. Si aún no chisporrotea entre los 60 y los 65 ºC, no es necesario quitarle el agua.
Lee las recomendaciones de Mike Pelly: Secar el aceite
Aquí hay otro método, de Aleks Kac. Gasta menos energía y evita el riesgo de aumentar la cantidad de ácidos grasos libres por sobrecalentamiento. Calienta el aceite hasta 60 ºC, mantén esa temperatura durante quince minutos y viértelo en un recipiente de sedimentación. Déjalo en reposo por lo menos durante 24 horas (o
durante una o dos semanas). Retira el aceite de arriba, dejando el 90% restante para que siga reposando.
Esto es lo que dice sobre el secado del aceite el miembro de la lista de correo de los biocombustibles Dale Scroggins:
«En el aceite vegetal el agua puede estar presente como agua libre, que acaba hundiéndose hasta el fondo del recipiente; como gotitas en suspensión, que pueden hundirse si se calienta el aceite, o se fusionan; y como agua en disolución con otras impurezas del aceite. El agua libre es la más fácil de separar. Las gotitas se quitan más fácilmente fusionandolas y drenandolas. Las gotitas en suspensión que no pueden ser fusionadas y el agua en disolución son más problemáticas.
«Evaporar el agua es más difícil de lo que parece a simple vista. Las propiedades coligativas de las disoluciones (y de algunas mezclas) pueden hacer casi imposible la eliminación de las últimas trazas de agua. El agua mezclada con aceite no se evapora a la misma temperatura y presión que el agua pura. Cuando se ha evaporado una parte hace falta más calor, o menos presión, para evaporar el resto. Si el aceite contiene sales o ácidos grasos semisolubles la destilación se vuelve aún más difícil.
«Mientras disminuya el porcentaje de agua en la disolución (su fracción molar), su presión de vapor seguirá disminuyendo. Puede que no sea suficiente con reducir la presión en el sistema para mantener la evaporación cuando la solución se concentra (la fracción molar del soluto llega a ser mucho mayor que la del disolvente). El resultado depende de la naturaleza de las impurezas solubles en agua que contenga el aceite. Pocas disoluciones son perfectas, en términos de la ley de Raoult, y no hay forma de saber qué solutos contiene el aceite vegetal usado.»
Lo importante es cuanto uso tenga el aceite. Eso se sabe con la valoración. Cuanto mayor sea el resultado de la valoración, y más ácido sea el aceite, más agua contendrá y más difícil será separarla.
El miembro de la lista de correo de los biocombustibles Joe Street Añade:
«Aunque es cierto lo que dice Dale sobre los solutos desconocidos del aceite vegetal usado, y su propiedad de retener el agua, en la práctica incluso aceites muy malos pueden secarse con calor y vacío lo suficiente para que no den problemas durante la reacción.
«Calentando el aceite a la temperatura de reacción (58 ºC), y sometiéndolo a un vacío de 27 pulgadas de mercurio justo antes de la reacción, he podido quitar más agua de la que se habría hundido hasta el fondo si solo hubiera calentado.
«Estimo que el aceite a 55-60º C puede contener como máximo hasta 10.000 PPM (eso es el 1%) de agua. He experimentado con algunos aceites extremadamente saturados (valoraciones por encima de los 11 ml con solución de KOH al 0,1%) que requieren cantidades de catalizador ridículas si se intenta procesarlos con el método de una etapa. Aunque en esos casos no consigo reacciones completas, secando el aceite con calor y vacío he podido hacerlo, y además evitar problemas con la formación de jabón (también soy muy cuidadoso con la sosa y el metanol). Mantener la temperatura constante y medir la presión con un vacuómetro es una manera muy repetible de secar el aceite.»
Si no puedes generar vacío empieza calentando el aceite a 60º C y dejándolo reposar, como recomienda Aleks Kac, y si esto no da resultados satisfactorios, intenta evaporar el agua, como recomienda Mike Pelly. Antes de continuar haz una pequeña prueba con un litro del aceite.
Si todavía tienes dificultades después de eso, busca un aceite de mejor calidad.
También puedes intentar un prelavado con glicerina para secar el aceite y reducir la cantidad de ácidos grasos libres.
Filtrado del aceite de cocina usado
Mucha gente filtra el aceite de cocina usado antes de transformarlo en biodiésel, pero el filtrado requiere tiempo y energía, y no es necesario.
Dejando el aceite en reposo se consigue el mismo resultado, o mejor, y si hay agua esta también se hunde hasta el fondo.
Si es un aceite ácido de mala calidad calientalo primero, como para el secado (mira más arriba), y dejalo reposar.
Si no tienes tiempo para dejar el aceite en reposo, normalmente entre una y dos semanas, puede que merezca la pena recolectar más aceite y tenerlo almacenado, para ahorrar tiempo.
«Si recolectas el aceite más rápido de lo que lo procesas, tendrá tiempo para reposar. Después de muchas semanas de reposo queda
muy seco, si se decanta con cuidado. El reposo también suele dejar un aceite espectacularmente cristalino cuando se observa en un recipiente de cristal (se puede leer letra pequeña a su través), lo que significa que está bastante limpio, puede que más limpio que si hubiera sido filtrado.» Joe Street, lista de correo de los biocombustibles, julio de 2006.
«Hace poco ayudé a alguien a empezar su producción de biodiésel. Había construido un elaborado sistema de filtrado y separación de agua. Le sugerí varias veces que confiara en la gravedad. Se fue durante diez días, y cuando volvió me llamó para decirme que no era capaz de distinguir entre el aceite sin filtrar de la mitad superior de un bidón y su aceite filtrado. Ha sustituido su sistema de filtrado por un depósito de sedimentación.» Tom Kelly, lista de correo de los biocombustibles, abril de 2006.
Así es como lo hace Tom:
«Dejo el aceite usado de cocina reposando en un bidón durante una semana (aquí el aceite vegetal llega a los restaurantes en bidones de plástico de 17,7 l (4,5 gal)). Después vierto el 80% superior de cada bidón en un barril de 55 gal y mezclo el 20% inferior de cinco bidones en uno solo. La mayor parte estará lista para el barril a la semana siguiente. Tengo cuatro bidones para el aceite usado. Uno con el aceite ya listo (después del reposo), dos reposando, y otro para ir llenandolo. Retiro el aceite desde arriba, dejando 1/4 en el fondo. Este aceite está muy cristalino y requiere muy poco secado.»
Nosotros lo hacemos de una forma muy parecida, dejando reposar el aceite de cocina usado en las latas metálicas de 18 litros en las que se distribuye el aceite de cocina, y retirando el que queda arriba. Lo que queda en el fondo dejamos que siga reposando.
Almacenamos el aceite usado en un barril de acero de doscientos litros, pero no bombeamos desde la superficie. El bidón tiene en el fondo un desagüe en el que encaja por dentro un tramo vertical de 15 cm de tubería de 2 cm de grosor. Sacando el aceite por la tubería los sedimentos permanecen quietos en el fondo.
Terminamos de vaciar el barril quitando la tubería, para que el resto del aceite salga con todas las impurezas por el mismo desagüe. Después dejamos reposar este aceite con impurezas en latas metálicas.
Los sedimentos separados del aceite pueden añadirse a la pila de compost.
La separación por gravedad funciona bien con aceites con un resultado en la valoración de hasta 3,5 ml de solución de NaOH, e incluso más.
Cuanto más ácido sea el aceite más agua e impurezas contendrá, y más tardarán en hundirse hasta el fondo durante el reposo. Para aceites muy ácidos calienta hasta 60º C durante quince minutos y dejalo en reposo.
Filtrado del biodiésel
No hace falta filtrar el biodiésel antes de usarlo.
Si está bien hecho, cualquier cosa que un filtro pueda retener estará en la capa de subproductos, no en el biodiésel.
«El biodiésel debería estar listo para su uso inmediato si está cristalino, brillante y sin partículas sólidas.»Jan Warnqvist, lista de correo de los biocombustibles, agosto de 2005
Si el aceite usado ha sido filtrado o ha estado en reposo, cualquier partícula sólida que llegue hasta el reactor será tan pequeña que no afectará al proceso. Durante la reacción y la sedimentación todas las partículas se hunden hasta la capa de subproductos.
Deja que las dos capas se separen completamente, separa los subproductos cuidadosamente, lava el biodiésel, secalo y usalo. No hay por qué filtrarlo.
El biodiésel mal hecho, con una reacción incompleta y demasiado jabón, puede contener impurezas en suspensión. Cuando se hace bien no contiene impurezas. Controla el proceso con lotes de prueba y pruebas de calidad.
La gente suele acelerar el proceso con la intención de hacerlo más eficiente, y suele hacerlo acortando los periodos de reposo.
No lo hagas. Son mejores los tiempos de reposo largos, para limpiar el aceite usado, para la separación de la glicerina y para la separación del agua de lavado, especialmente después del último lavado.
En realidad lo que quiere la gente cuando acelera el proceso suele ser una producción más rápida, no mayor eficiencia. Probablemente les
vendría bien tener un reactor más grande o dos reactores en paralelo. También ayuda tener más depósitos de lavado y almacenamiento.
Centrifugadoras
La gente quiere acelerar el proceso con una centrifugadora en vez de sedimentar (o en vez de lavar, en algunos casos).
Hemos recibido informes de que las centrifugadoras dan malos resultados comparadas con la sedimentación, y especialmente comparadas con el lavado – el lavado de combustible centrifugado deja mucho jabón en el agua de lavado, por tanto obviamente el centrifugado no fue efectivo.
Tenemos resultados de pruebas de laboratorio de biodiésel «terminado» hecho aquí en Japon, en un reactor comercial de 70.000 dólares. El combustible terminado fue lavado y secado, y después centrifugado, y al final se enviaron muestras al laboratorio para las pruebas. Pero el combustible centrifugado no cumplía con las normas de calidad.
Sin embargo nuestro biodiésel supera los requisitos de las normas de calidad, hecho con un reactor casero de cien dólares, sin centrifugadora.
No necesitas una centrifugadora. Como con el filtrado, si quieres más producción consigue un reactor mayor, o dos reactores en paralelo, y más depósitos de lavado y decantación.
Prelavado con glicerina
De Chris Tan, miembro de la lista de correo de los biocombustibles: «Una buena aplicación de la mezcla de subproductos», 6 de octubre de 2007:
«Este es un buen uso para la mezcla de subproductos antes de desecharla definitivamente. Mi padre tuvo la idea de que puede usarse la mezcla de subproductos para secar el aceite vegetal usado; y funciona. La glicerina es lo bastante higroscópica para absorber la humedad mientras se hunde, de forma que no hay que calentar el aceite para secarlo. Como extra, la mayor parte del catalizador se queda con los subproductos después de la reacción, y neutraliza los ácidos grasos libres del aceite usado.
Lo que hacemos es usar una relación de peso de por lo menos 10/90:
10 kg de glicerina por cada 90 kg de aceite usado. Es posible reducir a cero el nivel de ácidos grasos libres con una gran cantidad de glicerina (si la tienes acumulada).
Usamos una bomba de agua normal de 1/2 hp con dos tuberías de entrada, una para la glicerina y otra para el aceite. Para regular la mezcla ajusto las válvulas de las entradas. La dejamos reposar en un depósito de decantación el mismo tiempo que para separar la glicerina del biodiésel, aunque es mejor dejarlo más tiempo por la viscosidad del aceite usado.
Bombeamos a la vez la mezcla de subproductos y el aceite a un recipiente que tenemos para esto. La glicerina fluye más despacio y la válvula de entrada debe estar ajustada para que termine de entrar a la vez que el aceite.
También puedes mezclarlos en el reactor (cuando termines acuerdate de drenar la glicerina repleta de agua y jabón). Completa dos ciclos de recirculación con la mezcla de glicerina y aceite. El tiempo que tarda depende de los galones por minuto de la bomba, y no es el mismo para aceite, más viscoso que el biodiésel; mide y calcula el tiempo que tarda en completar uno o dos ciclos.
Si hace frío calentar el aceite ayuda a la mezcla y a la sedimentación: precalienta hasta unos 30º C (86º F).»
Chris Tan
Lavado
Hay que lavar el biodiésel para quitarle el jabón, el metanol, el catalizador, la glicerina y otras impurezas. Algunas personas (cada día menos) insisten en que no hace falta lavarlo, argumentando que unas pocas impurezas no dañan el motor.
Lee lo que tienen que decir sobre esas impurezas los fabricantes de equipos de inyección de combustible (Delphi, Stanadyne, Denso, Bosch):Resumen (en inglés)Documento completo (PDF 104 Kb) (en inglés)
Consulta también: Determinación de la influencia de los contaminantes en las propiedades del biodiésel, Jon H. Van Gerpen et al., Iowa State University, 32 de julio de 1996. Informe de 12.000 palabras sobre las impurezas y sus efectos (PDF 2,1
Mb):http://www.biodiesel.org/resources/reportsdatabase/reports/gen/gen014.pdf
Para que el biodiésel sea de buena calidad hay que lavarlo. Filtrarlo no sirve de nada, ni tampoco dejarlo reposar varias semanas. De todas formas lavarlo es fácil y merece la pena.
Consulta Lavado.
Uso del biodiésel
No es necesario modificar el motor para que funcione con biodiésel, pero hay que hacer ajustes y comprobar algunas cosas.
Retarda el tiempo de inyección dos o tres grados para compensar el hecho de que el biodiésel tiene mayor número de cetanos. Eso también hace que el combustible arda a menor temperatura y reduce las emisiones de óxidos de nitrógeno.
El diésel mineral deja mucha suciedad en el depósito y el sistema de combustible. El biodiésel es un buen disolvente, que desprende la suciedad y la arrastra. Al principio revisa regularmente los filtros del combustible. Empieza con un filtro nuevo.
Comprueba que no hay piezas de caucho natural en el sistema de distribución de combustible. Si las hay reemplázalas. El Vitón es mejor.
Consulta El biodiésel y tu vehículo.
Seguridad
Ponte guantes adecuados, delantal y gafas protectoras, y no respires los gases. El metanol puede causar ceguera y la muerte; no debes beberlo por ningún motivo. Es absorbido por la piel. El hidróxido de sodio puede causar quemaduras graves y la muerte. Cuando se mezclan estas dos substancias forman metóxido de sodio, que es extremadamente caustico (corrosivo). Son productos peligrosos, ¡trátalos con cuidado! Los guantes deben ser resistentes a los productos químicos y largos para que cubran las mangas y así los brazos queden totalmente protegidos. No sirve cualquier guante. Ten siempre agua corriente cerca cuando manipules estos productos. El lugar de trabajo debe estar muy bien ventilado. No puede haber cerca personas ajenas al proceso, ni niños, ni mascotas.
Los respiradores con cartucho para gases orgánicos son más o menos útiles contra el vapor de metanol. Los profesionales aconsejan usar los cartuchos contra gases orgánicos como máximo durante unas pocas horas, o no usarlos en absoluto. Sólo deben usarse sistemas con suministro de aire.
El mejor consejo es que no te expongas directamente a los gases. El mayor peligro es el metanol caliente. Cuando está frío o a temperatura ambiente desprende muy pocos gases y es fácil ventilarlos. No uses reactores abiertos. Los reactores para biodiésel deben estar cerrados, sin fugas de gases. Todos los recipientes que contengan metanol deben estar cerrados herméticamente para que no entre la humedad del aire.
Nosotros pasamos el metanol de su embase al mezclador de metóxido bombeando, sin que tenga contacto con el aire. Es fácil de hacer, sirve cualquier bomba de acuario (la misma que usas para lavar el biodiésel). El metóxido se prepara de esta forma: metóxido, el método sencillo, que es la forma segura de hacerlo. Se calienta bastante al principio, pero el recipiente está cerrado y no salen gases. Tras la mezcla el metóxido es bombeado al reactor (también cerrado) con la bomba de acuario. No escapa ningún gas y el líquido se traspasa lentamente, lo que es beneficioso tanto para el proceso como para la seguridad. Consulta adición del metóxido.
Producir biodiésel es seguro si tú eres cuidadoso y sensato. «Sensato» también significa que no tengas demasiado miedo, como les pasa a algunos: «Me gustaría producir biodiésel, pero me dan miedo esos venenos terribles». De hecho son bastante comunes en las casas. La sosa se vende en supermercados y droguerías para limpiar los desagües; probablemente haya un bote de sosa bajo el fregadero de la mayoría de las casas. El metanol es el componente principal del combustible para barbacoa y del combustible que usan los niños en los motores de sus aeromodelos. Míralo con perspectiva: se prudente con los productos químicos, pero no les tengas miedo.
Más sobre el metanol
Pregunta: ¿Cómo de peligroso es el metanol?
Respuesta: el metanol es una substancia química venenosa que puede dejarte ciego o matarte, e igual que al beberlo, también hace daño al absorberlo através de la piel y al respirar su vapor.
Pregunta: ¿Cuál es la dosis mortal?
Respuesta corta: cualquier cantidad entre cinco cucharaditas de café y más de un cuarto de litro, no se sabe bien.
Respuesta completa: La subceptibilidad humana a los efectos agudos de la intoxicación por metanol es extremadamente variable. Se desconoce la dosis mínima de metanol que causa deficiencias visuales graves. La dosis de metanol mortal para los humanos tampoco se conoce con certeza. Se estima que la dosis mortal mínima en ausencia de tratamiento médico está entre 0,3 y 1 g/kg.
Lo que quiere decir que se cree que hacen falta por lo menos 20 gramos de metanol para matar a una persona de estatura media, ó 25 ml, cinco cucharaditas de café. O puede que haga falta más de tres veces esa cantidad (66 gramos, 17 cucharaditas de café), o puede que más, y aun así solo te matará si no recibes asistencia médica en un día o dos, y en ese caso puede que aún sobrevivas.
Pero puede matar sin ninguna duda. Si bebes cinco cucharaditas de metanol puro necesitarás tratamiento médico aunque no te mate. Algunas personas han sobrevivido a dosis diez veces mayores (un cuarto de litro) sin sufrir daños permanentes. Pero otros no sobrevivieron a dosis mucho menores. Es crucial recibir atención médica inmediatamente, aunque sus efectos pueden tardar en aparecer.
Las autoridades advierten que ingerir hasta 1,3 gramos ó 1,7 ml de metanol, o inalar concentraciones de vapor de metanol inferiores a 200 ppm no debería dañar a la mayoría de la gente. No hay informes de daños graves en humanos por exposición a vapor de metanol mucho menor de 200 ppm.
De las 1.601 intoxicaciones por metanol registradas en EE.UU. En 1987 la tasa de defunción fue de 0,375%, o un caso de cada 267. Puede que fuera de solo uno por cada más de mil casos, pues la mayoría de los casos no quedó registrada. La causa en la mayoría de los casos fue beber licor casero mal hecho.
Mentira: «El metanol es ... una substancia química muy reactiva contra la que el cuerpo humano no puede defenderse. La piel lo absorve fácilmente y no hay forma de eliminarlo del cuerpo, por lo que el metanol disuelto en la sangre se acumula.»
Esta afirmación procede de un sitio web británico que que intenta vender aditivos solventes para usar el aceite vegetal como
combustible, asustando a la gente con los supuestos peligros del biodiésel. ConsultaThe SVO vs biodiesel argument (en inglés).
Verdad: treinta litros de zumo de fruta probablemente contengan hasta veinte gramos de metanol, casi la dosis mortal mínima oficial. Hay metanol en la fruta fresca, las hortalizas, la cerveza, el vino, las bebidas dietéticas y los edulcorantes.
No solo eso, el cuerpo humano crea metanol. Forma parte de la sangre, de la orina, de la saliva y del aire que sale de los pulmones. Siempre está ahí, incluso si nunca has estado expuesto al metanol o sus vapores.
Es expulsado por el cuerpo con la orina y con el aire exalado. El cuerpo tarda en expulsarlo desde unas pocas horas para dosis pequeñas hasta un día o dos para dosis grandes.
Mentira: el mismo sitio web británico acusa al biodiésel de ser un desperdicio y perjudicial para el medio ambiente diciendo que contiene mucho metanol.
Verdad: El metanol se degrada fácilmente en el ambiente en condiciones aeróbicas y anaeróbicas (con o sin oxígeno) en muchas situaciones distintas.
Normalmente el 80% del metanol que llega a los sistemas de alcantarillado se biodegrada en cinco días.
El metanol sirve de alimento a muchos microorganismos del suelo, que lo descomponen totalmente en dióxido de carbono y agua.
El metanol es poco tóxico para los organismos acuáticos y terrestres y no se acumula en sus cuerpos. (Es tóxico principalmente para los humanos y los monos).
Es difícil que llegue a causar daños medioambientales. Solo se acumularía en el entorno o en los seres vivos si se vertiera muy concentrado y en gran cantidad. Los vertidos pequeños no causan daños al medio ambiente.
Mentira: Esto es lo que dice sobre el biodiésel un sitio web europeo sobre aceite vegetal usado como combustible: «El biodiésel es alceite vegetal alterado químicamente. Sin embargo el proceso de cambio químico del aceite vegetal puro es una operación muy costosa que consume gran cantidad de energía y sustituye la glicerina por metanol,
además de añadir otras substancias químicas, resultando el producto final venenoso y tan perjudicial como el diésel fósil.»
Verdad: En el biodiésel lavado no hay metanol libre. Todas las normas de calidad requieren lavarlo. Según unos estudios de la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. el biodiésel de metilesteres es menos tóxico que la sal de cocina y más biodegradable que el azúcar. No presenta ninguno de los riesgos de toxicidad y medioambientales de los combustibles fósiles.
Poniendo todo esto en perspectiva, el metanol es el componente principal (a veces el único) del combustible para barbacoa que se vende en los supermercados. También es el componente principal del combustible que usan los niños en sus aeromodelos.
Sí, el metanol es peligroso, pero es difícil decir cuán peligroso. Mientras seas cuidadoso y sensato y lo manipules con precaución no te hará ningún daño. Muchos miles de productores caseros de biodiésel de todo el mundo han estado usandolo durante años sin ningún contratiempo importante.
No hay informes de que la exposición al metanol sea cancerígena o cause daños en la reproducción o el desarrollo de los humanos. Sus efectos medioambientales son leves y desparecen pronto.
Los productores de biodiésel lo usan de forma segura y el biodiésel que hacemos con él es seguro y limpio.
Con información de: United Nations Environment Programme / International Labour Organisation / World Health Organization: International Programme On Chemical Safety, Environmental Health Criteria 196 - Methanol, de IPCS INCHEM, «Chemical Safety Information from Intergovernmental Organizations», en colaboración con el Canadian Centre for Occupational Health and Safety (CCOHS)http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc196.htm (en inglés)
Lee también:
Safety (MSDS) data for methyl alcohol (en inglés)http://ptcl.chem.ox.ac.uk/MSDS/ME/methyl_alcohol.html
Methanol MSDS (en inglés)http://www.jtbaker.com/msds/englishhtml/M2015.htm
Segunda parte
Recuperación del exceso de metanol ¿Cuánto catalizador usar? Más sobre el catalizador Valoración básica Valoración mejorada Hidróxido de potasio (KOH) Medidas exactas Dispositivo de Joe Street para la valoración Medidores de pH Fenolftaleína ¿Fenolftaleína o medidor electrónico?
Recuperación del exceso de metanol
Dependiendo del tipo de aceite, hacen falta entre 110 y 160 mililitros de metanol por litro de aceite para formar moléculas de metilésteres. Pero también hay que añadir un exceso de metanol para desplazar la reacción hacia el lado de los productos. La cantidad de metanol que suele usarse es del 20%, o más, del volumen de aceite; 200 ml o más por litro de aceite.
Después del proceso se puede recuperar mucho del metanol sobrante para reutilizarlo, con solo evaporarlo en un recipiente cerrado con una salida que lleve a un condensador.
El metanol hierve a 64,7º C (148,5º F), aunque empieza a evaporarse mucho antes de alcanzar el punto de ebullición.
A diferencia del etanol, el metanol no forma un aceotropo con el agua, por lo que puede conseguirse metanol relativamente puro, lo suficiente para reutilizarlo en el siguiente lote.
Se puede recuperar el metanol al final del proceso, o solo de la mezcla de subproductos, ya que por lo menos el 70% del metanol sobrante acaba en la capa de subproductos. Así hay que calentar mucho menos volumen.
Parece mejor recuperar el metanol al final del proceso porque ya está caliente, y se recupera todo de una vez, del combustible y de la glicerina. Pero puede invertirse la reacción, convirtiendo el biodiésel en glicéridos. El Prof. Michael Allen dice:
«Separar el metanol de la mezcla después del proceso es malo porque así se invierte la reacción. Sin el exceso de metanol el éster (biodiésel) y la glicerina reaccionan para para volver a formar glicéridos. El exceso de metanol tiene una función importante, manteniendo el equilibrio de reacción en el lado de los productos. Pero después de haber separado la glicerina ya no puede ocurrir la reacción inversa y no hay problema en retirar el exceso de metanol.»
Aun así hay gente que extrae el metanol antes de separar la glicerina (suelen hacerlo con vacío). Eso puede empeorar la calidad del biodiésel. Es mejor recuperar el metanol después de haber separado la glicerina del biodiésel.
También puede recuperarse del biodiésel, pero se gasta mucha energía y no merece la pena. Al lavar el biodiésel se le quita el metanol.
Si planeas separar la mezcla de subproductos en las distintas substancias que la forman, hazlo antes de separar el metanol. Al añadir ácido fosfórico a la mezcla de subproductos los jabones se peparan de la glicerina, pero esto no ocurre sin metanol. Después de la separación el metanol está con la glicerina y puede recuperarse de la manera habitual, evaporándolo y condensándolo.
Para recuperar el metanol de los subproductos calienta hasta 65-70º C (149-158º F) en un recipiente cerrado conectado a un condensador.
Al evaporarse el metanol y disminuir su proporción en la mezcla, el punto de ebullición aumenta, por lo que hay que seguir calentando para que siga evaporándose. Cuando la temperatura llega a 100º C (212º F), o un poco más, empieza a formarse espuma y hay que parar para evitar que esa espuma marrón llegue hasta el metanol ya recuperado através del condensador. Pero para entonces habrás recuperado la mayor parte del metanol.
Rich Clark de Berkeley, California, escribe:
«Mi opinión es que la espuna la causa el metanol disuelto que se evapora antes de que pueda salir de la glicerina. Parece que hay una temperatura crítica de formación de espuma que depende de la cantidad de metanol que queda en la glicerina. Esta temperatura crítica aumenta gradualmente al evaporarse el metanol.
«La manera de evitar que se forme espuma, y que la glicerina
contamine al metanol recuperado, es calentar menos y más despacio para mantener la temperatura justo por debajo de la temperatura crítica de formación de espuma durante todo el proceso.
«He conseguido calentar glicerina hasta 130º C (266º F) sin que se formara nada de espuma, consiguiendo un metanol claro como el agua, pero tardé cinco horas calentando muy despacio quince galones de glicerina.
«Paré al llegar a 130º C porque el flujo de metanol se había reducido hasta un goteo, pero no se formó nada de espuma.
«Otra cuestión interesante es que el metanol recuperado examinado con un higrómetro tiene aproximadamente un 97% de pureza al principio y gotas con 90% de pureza al final. Al mezclarlo todo se consigue una pureza de 94%.
«El metanol comercial es puro al 99,5%, por lo que al hacer biodiésel con metanol recuperado hay que usar más metanol y catalizador para conseguir combustible de la misma calidad que con metanol comercial.»
En vez de usar más metanol y catalizador, se puede mezclar un 30% de metanol recuperado con un 70% de metanol nuevo (99,5%), con buenos resultados.
¿De dónde proviene el agua del metanol recuperado?
Probablemente quede un poco de agua en el aceite de cocina usado, incluso después de secarlo;
Se produce un poco de agua durante la reacción de formación del metóxido;
Durante el proceso se produce un poco de agua por la conversión de ácidos grasos libres en jabón;
Se produce agua en la etapa ácida del método ácido-base; Se produce agua al usar ácido fosfórico para separar los
subproductos antes de recuperar el metanol.
La reacción de producción de biodiésel tolera una pequeña cantidad de agua sin que empeore la calidad, si se hace todo bien, mientras el contenido de agua sea mínimo. Emplea productos químicos secos, deja el aceite de cocina usado tan seco como puedas.
Los evaporadores flash evaporan el metanol de una fina película de glicerina que fluye sobre una placa caliente, que es más eficiente que hervirlo.
Consulta Condensador de metanol
¿Cuánto catalizador usar?
Para transesterificar aceite nuevo, sin cocinar, hay que poner como catalizador 3,5 gr de NaOH por litro de aceite , o la cantidad equivalente de KOH.
Así se consigue biodiésel de calidad normal con los parámetros habituales de cantidad de metanol, agitación, tiempo y temperatura de proceso.
Los ácidos grasos libres pueden ralentizar o detener la transesterificación. El aceite de cocina nuevo contiene una cantidad fija de ácidos grasos libres. El catalizador es alcalino y neutraliza los ácidos grasos libres convirtiéndolos en jabón, que se hunde hasta la capa de subproductos, y con 3,5 gramos de NaOH por litro de aceite hay suficiente exceso para catalizar la reacción.
Con el aceite de cocina usado hay que poner más catalizador que con el nuevo, no para catalizar la reacción, sino para neutralizar los ácidos grasos libres que se forman en el aceite al cocinarlo. Cuanto más se haya calentado y más tiempo haya estado caliente, más ácidos grasos libres contendrá, y hará falta más catalizador para neutralizarlos.
Hay que valorar el aceite para determinar la cantidad de ácidos grasos libres que contiene, y a partir de ese dato calcular el exceso de catalizador necesario. La valoración mide el pH del aceite, es decir, el nivel ácido-base (el valor siete, o pH 7, es neutro, menos que siete es ácido, y más que siete es alcalino, o básico). A partir del pH se puede calcular el exceso de catalizador necesario para neutralizar los ácidos grasos libres.
Si se pone más catalizador del debido se forma más jabón, el biodiésel queda muy alcalino, es difícil lavarlo y se pierde producción; o puede perderse todo el lote si la proporción de jabón respecto al biodiésel es tal que la mezcla se convierte en una pasta. Si no se pone suficiente catalizador una parte del aceite quedará sin reaccionar.
El aceite de buena calidad que no se ha cocinado mucho ni se ha sobrecalentado no da problemas, pero con el aceite de mala calidad
que contiene muchos ácidos grasos libres es importante hacer una valoración precisa. A más ácidos grasos libres, más delicada se vuelve la reacción, y hay que ser más cuidadoso al hacer la valoración y todo lo demás. También hacen falta más reactivos y empeora el rendimiento de la reacción.
Más sobre el catalizador
Como catalizador para la transesterificación de grasas de origen animal o vegetal se puede emplear hidróxido de sodio (NaOH, sosa caústica), o hidróxido de potasio (KOH). El NaOH puede ser fácil de conseguir y barato, el KOH es más fácil de usar y se disuelve en metanol con mucha más facilidad. El KOH da mejor resultado que el NaOH.
Las perlas, de NaOH o KOH, deben ser de color blanco translúcido. Las de la derecha son de un blanco intenso porque han absorbido dióxido de carbono del aire, y se han apelmazado porque han absorbido humedad.
Mantenla seca
El catalizador es higroscópico, lo que quiere decir que absorve agua del aire. Asegurate de comprarla en buen estado y mantén el recipiente cerrado herméticamente.
Al pesarla no la dejes expuesta al aire más tiempo del necesario. En días húmedos nosotros la pesamos dentro de bolsas de plástico, una en cada plato de la balanza, para compensar el peso de la bolsa. En cuanto terminamos de pesar cerramos el bote y la bolsa, y la hechamos en el metanol lo antes posible.
Si el día es muy húmedo puedes meterlo todo en una bolsa grande de plástico transparente. Si crees que aún hay dentro demasiada humedad pon un poco de catalizador en un recipiente abierto dentro de la bolsa antes de empezar a pesar.
Nosotros compramos KOH con 85% de pureza, 20 Kg cada vez. Viene en una bolsa hermética de plástico grueso y transparente. Lo sacamos de la bolsa de la siguiente manera:
Todo está dentro de una gran bolsa de plástico transparente. La bolsa de KOH aún cerrada; diez botes vacíos de HDPE de 500 gr, de boca ancha, con tapas que cierren herméticamente; un poco de KOH en otro recipiente de HDPE DE 500 gr sin tapa, para absorber la humedad; algo de cordel resistente y unas tijeras. Cierra la bolsa grande con dos vueltas de cordel.
Nosotros recortamos dos agujeros en la bolsa grande y pegamos con cinta adesiva un guante de plástico resistente en cada uno de ellos. Con las manos en los guantes es cómodo y seguro transferir el KOH dentro de la bolsa grande, sin nada de humedad.
Cuando termines saca todo el aire de la bolsa del KOH y cierrala con dos vueltas de cordel. Asegúrate de que los recipientes de HDPE estén bien cerrados. Saca las manos de los guantes, corta los nudos que cierran la bolsa grande, y sacalo todo menos la bolsa del KOH. Saca todo el aire de la bolsa grande y cierrala con dos vueltas de cordel.
El catalizador también absorve del aire dióxido de carbono y se carbonata si no se guarda bien. El catalizador carbonatado es blanco y opaco, el catalizador nuevo es casi translúcido. El catalizador carbonatado todavía puede usarse si no está muy mal, pero hay que poner un poco más. Pon un 25% más, o mejor comparala con catalizador nuevo mediante una valoración.
Dónde comprarla
Puedes comprar NaOH y KOH a distribuidores de artículos para la fabricación de jabón y a distribuidores de productos químicos. También puedes comprarlos por internet en Duda's Alternative Energy Store:http://dudadiesel.com (en inglés).
El catalizador suele venir en escamas y perlas de 5mm o perlas pequeñas (1-2 mm), que cuando son de NaOH suelen tener una pureza del 99%, pero pueden ser más caras. Todos los tipos de NaOH sirven si la pureza es 96% o mejor.
No uses desatascadores con los granos azules, púrpuras ni de ningún otro color porque solo tienen la mitad de NaOH y contienen aluminio. No sirven para hacer biodiésel. Es mejor comprar catalizador de calidad a distribuidores de artículos para la fabricación de jabón o a distribuidores de productos químicos.
Valoración básica
Al procesar aceite usado es esencial valorar el aceite para determinar la cantidad de ácidos grasos libres que contiene y calcular cuánto catalizador hace falta para neutralizarlos.
Lo mejor es usar un medidor de pH electrónico, pero también puedes usar fenolftaleína (comprada a un distribuidor de productos químicos).
Disuelve un gramo de hidróxido de sodio puro (NaOH) en un litro de agua destilada o desionizada (solución de NaOH al 0,1% masa/volumen).
En un vaso de medición pequeño, disuelve un mililitro de aceite usado seco (lee Secado del aceite) en 10 ml de alcohol isopropílico puro (isopropanol).
Calienta el vaso de medición suavemente al baño maría (sumergiémdolo en agua caliente) y agita hasta que el aceite se disuelva totalmente en el alcohol y la mezcla se aclare. Si vas a usar fenolftaleína añade dos gotas de solución de fenolftaleína.
Con una jeringa graduada añade la solución de NaOH al 0,1% gota a gota en la solución de aceite-alcohol-fenolftaleína, agitando todo el tiempo. Puede que se enturbie un poco, sigue agitando. Sigue añadiendo con cuidado la solución de catalizador hasta que la mezcla se mantenga rosa (magenta) durante quince segundos.
Anota el número de mililitros de solución al 0,1% que has añadido y sumale 3,5 (la cantidad básica de catalizador para procesar aceite nuevo). El resultado es el número de gramos de catalizador que hacen falta por cada litro de aceite para procesar ese aceite. También se puede valorar con hidróxido de potasio (KOH).
Duda's Alternative Energy Online Store vende solución de fenolftaleína en frascos de 18 ml con cuentagotas, suficiente para 180 valoraciones, así como jeringas, vasos de medición, productos químicos para la valoración y guantes: http://dudadiesel.com (en inglés)
Medidores de Ph electrónicos
Para valorar con un medidor de pH electrónico sigue el mismo procedimiento ya descrito pero sin la fenolftaleína. Introduce el electrodo del medidor en la mezcla de aceite y alcohol isopropílico y
añade solución de NaOH al 0,1% gota a gota mientras agitas hasta que el medidor marque 8,5.
Anota el número de mililitros de solución al 0,1% que has añadido y sumale 3,5 (la cantidad básica de catalizador para procesar aceite nuevo). El resultado es el número de gramos de catalizador que hacen falta por cada litro de aceite para procesar ese aceite. También se puede valorar con hidróxido de potasio (KOH).
Haz algunas valoraciones de prueba para habituarte al medidor electrónico. A veces tardan un poco en mostrar la medida en la pantalla. Deja de añadir solución de NaOH y agita la mezcla como medio minuto para ver si el medidor tarda en tomar la medida.
Hay que calibrar periodicamente los medidores de pH electrónicos para que mantengan la exactitud, con soluciones tampón que normalmente vienen incluidas con el aparato (también incluye instrucciones para calibrarlo). Lee: Medidores de pH.
Valoración mejorada
A no ser que tu balanza sea muy exacta, no es fácil pesar exactamente un gramo de catalizador. Es mucho más fácil pesar con precisión cinco gramos que uno. Mezcla cinco gramos de NaOH (o de KOH) con 500 ml de agua destilada o desionizada para hacer una solución madre.
Antes de la valoración mide 5 ml de solución madre y añade 45 ml de agua destilada o desionizada. Con esto consigues solución de NaOH (o KOH) al 0,1% masa/volumen.
Tampoco es fácil medir exactamente un mililitro de aceite. En vez de disolver 1 ml de aceite en 10 ml de alcohol isopropílico, disuelve 4 ml de aceite en 40 ml de alcohol isopropílico en un vaso de medición de vidrio.
Calienta el vaso de medición suavemente al baño maría (sumergiémdolo en agua caliente), y agita hasta que el aceite se disuelva totalmente en el alcohol y la mezcla se aclare.
Si vas a usar fenolftaleína añade dos gotas de esta. No hace falta que añadas cuatro veces más, ocho gotas producen el mismo resultado que dos.
Haz la valoración como se explica en el apartado anterior, midiendo mililitros de solución de catalizador al 0,1%. Cuando llegue a pH 8,5
cuenta el número de mililitros y divide entre cuatro. Así se consigue una medida mucho más precisa.
Para ahorrar alcohol isopropílico pon dos mililitros de aceite en 20 ml de alcohol isopropílico y divide el resultado entre dos.
Hidróxido de potasio (KOH)
El hidróxido de potasio (KOH) no es tan fuerte como el hidróxido de sodio (NaOH). Hay que poner 1,4 veces más KOH (exactamente 1,4025). La valoración se hace igual.
Puedes hacer la valoración con solución de KOH o con solución de NaOH. A diferencia del NaOH, el KOH probablemente no sea puro. Mientras uses KOH de la misma pureza en la valoración y en la reacción no habrá diferencia.
Prepara la solución de KOH de la misma manera que la de NaOH: disuelve un gramo de KOH en un litro de agua destilada para hacer solución de KOH al 0,1%. O hazlo como se explica en Valoración mejorada. Por cada mililitro de solución usado en la valoración suma un gramo de KOH a la cantidad básica.
También puedes usar solución de NaOH al 0,1% masa/volumen y calcular a partir del resultado la cantidad de KOH, como se explica más abajo.
En vez de la cantidad básica de 3,5 gramos de NaOH por litro de aceite, pon 3,5 x 1,4 = 4,9 gramos de KOH (4,90875). Si la valoración da 3 ml de solución de KOH al 0,1%, pon 3 + 4,9 = 7,9 g de KOH por litro de aceite.
El KOH no suele ser tan puro como el NaOH. Su pureza suele ser de 92%, 90% u 85%; compruebalo en la etiqueta. Nosotros usamos KOH al 85%, con buenos resultados. Hay diponible KOH con 99% de pureza, pero es caro y difícil de encontrar, y de todas formas con una pureza de 92% u 85% da buen resultado.
Ajusta la cantidad básica de catalizador según la pureza del KOH: Los 4,9 gr básicos de KOH al 100% serían:
KOH al 85%: 5,8 (5,775) gramos KOH al 90%: 5,5 (5,454) gramos KOH al 92%: 5,3 (5,336) gramos
Para sustituir el KOH por los 3,1 gramos de NaOH por litro de aceite usado, con el método ácido-base:
KOH al 85%: 5,1 (5,115) gramos KOH al 90%; 4,8 (4,831) gramos KOH al 92%; 4,7 (4,726) gramos
Para pasar las cantidades de NaOH a canticades de KOH:
para KOH al 85% pon 165% de la cantidad de NaOH (x 1,65) para KOH al 90% pon 155,83% de la cantidad de NaOH (x 1,56) para KOH al 92% pon 152,45% de la cantidad de NaOH (x 1,52)
Ejemplo. Si usas KOH al 85% y la valoración da 3 ml de solución de KOH para llevar el pH a 8,5:
Número de gramos de KOH necesarios para la reacción
Cantidad básica: 5,8 gr de KOH (5,775) Resultado de la valoración: 3 ml Hay que sumar: 3 gr de KOH Total: son necesarios 8,8 gr (8,775) de KOH al 85% por cada
litro de aceite usado de cocina.
Usando solución de NaOH al 0,1% en la valoración y el mismo aceite usado que antes: el resultado de la valoración es menor, solo hacen falta 1,8 ml para llegar a pH 8,5 (1,82 ml según el cálculo).
Cantidad básica: 3,5 gr de NaOH Resultado de la valoración: 1,8 ml (1,82) Hay que sumar: 1,8 gr de NaOH (1,82) Total: 5,3 gr de NaOH (5,32) Conversión para KOH al 85%:
5,3 (5,32) x 1,65 = 8,8 g (8,778) de KOH al 85% por cada litro de aceite usado de cocina.
Nosotros usamos solución de NaOH para la valoración y convertimos el resultado para KOH al 85%, pero en la práctica la solución de NaOH y la de KOH funcionan igual de bien.
Un buen motivo para preferir solución de NaOH es que se emplea ampliamente para describir el contenido de ácidos grasos libres de distintos aceites. Un aceite usado con 2 ml en la valoración, o con 5 ml, siempre se refiere a mililitros de solución de NaOH al 0,1%, a no ser que se indique lo contrario. En el ejemplo anterior el aceite de
cocina usado puede describirse como aceite usado con una valoración de 1,8 ml.
El KOH se disuelve en metanol mucho más rápido y con mayor facilidad que el NaOH, y no forma grumos como pasa a veces con el NaOH. Cuando se usa KOH los subproductos son líquidos y no se solidifican.
Es más fácil usar KOH que NaOH. Es más flexible y en general da mejores resultados; es mejor catalizador. Ya no usamos casi nunca NaOH, excepto en la valoración.
Atención: No mezcles KOH y NaOH en un mismo lote. Si usas KOH como catalizador también tienes que usar KOH si haces jabón con la glicerina, y si desacidificas el aceite antes del proceso.
Medidas exactas
Cuando los principiantes tienen problemas con sus primeros lotes de prueba y no pasan los controles de calidad la mayoría de las veces es por no haber medido bien, o por no haber seguido bien las instrucciones. Estos son algunos consejos para medir con más exactitud.
Peso
Las balanzas muy precisas son caras, a no ser que se encuentre una de segunda mano en buen estado. Siempre hay que comprobar la precisión de la balanza.
Una buena manera de hacerlo es con monedas nuevas. Averigua el peso en gramos de las monedas de tu país. Si tienes un juego completo de monedas nuevas puedes usarlas para comprobar la precisión en un amplio rango de pesos.
Con una balanza de dos platos, emplea dos juegos de monedas y busca distintas combinaciones para poner en los dos platos; también deberías poder medir fracciones de gramo más pequeñas que las que permite la balanza: intenta medir décimas de gramo (0,1 gr), o mejor centésimas (0,01 gr).
Con una precisión de 0,1 gr, en un lote de prueba de un litro, para medir los 3,5 gramos de NaOH el peso real puede ser de 3,4 gr, 3,6 gr o cualquier valor entre estos dos. Con aceite nuevo este margen de error, o uno mayor, no importa. Si haces bien todo lo demás conseguirás buenos resultados.
Este margen de error tampoco importa con lotes de prueba de aceite de cocina usado, si sigues el consejo de no emplear en tus primeras pruebas aceites con un nivel en la valoración de más de 3 ml de solución de NaOH al 0,1%.
El aceite usado con niveles mayores en la valoración y más ácidos grasos libres no son tan tolerantes, el margen de error es mucho menor. Déjalos para cuando tengas más experiencia.
Los lotes de prueba pequeños con aceites muy ácidos, con resultados en la valoración mayores de 6 ó 7 ml, serán más fáciles con una precisión de 0,01 gr.
Volúmenes
Si tienes algún recipiente para medir mililitros que sepas que es preciso usalo para comprobar todos tus recipientes de medida, jeringas, pipetas, etc. Si no, compara todos tus recipientes de medida unos con otros. Con jeringas o pipetas, o lo que uses para añadir mililitros de aceite y solución de catalizador al 0,1% a la mezcla de la valoración, deberías poder medir por lo menos con una precisión de 0,1 ml.
En la valoración las jeringas pequeñas son más precisas que las grandes. Las jeringas de 5 ml son un poco grandes, las de 2,5 ml son más apropiadas. Nosotros usamos jeringas de plástico transparente de un mililitro, largas y estrechas, con marcas para las décimas (0,1 ml) y las centésimas de mililitro (0,01 ml). La escala de medida tiene una longitud de 5,5 cm y es fácil leerla. Puedes comprarlas baratas a distribuidores de material de laboratorio.
Duda's Alternative Energy Store vende jeringas de plástico transparente de un mililitro, por separado y como parte de su WVO Titration Kit, que incluye jeringas, vaso de medición, los productos para la valoración y guantes; puedes comprar por internet: http://dudadiesel.com (en inglés)
Haz la valoración con buena luz sobre una superficie blanca. Primero tira hacia fuera del émbolo de la jeringa 2 mm para que entre algo de aire. Después mete la boquilla en el aceite o la solución de NaOH/KOH y llena la jeringa. Sostenla alineada con tus ojos, delante de una pared blanca bien iluminada, mantenla vertical, y deja que salgan unas gotas cuidadosamente, gota a gota hasta que la parte inferior del menisco coincida con la marca de un mililitro. Al vaciar la jeringa en el recipiente de la valoración, no la vacíes del todo. El
volumen de un mililitro acaba al final de la escala, y queda un poco de líquido en el extremo de la jeringa. Vacía la jeringa solo hasta el final de la escala, con la parte inferior del menisco coincidiendo con la marca del cero.
Emplea los vasos de medición de la misma manera. Al llenarlos mantenlos verticales delante de una pared blanca bien iluminada, y con la marca de la cantidad que quieras medir alineada tus ojos. Mide desde la parte inferior del menisco.
Mantén siempre muy limpios los recipientes de vidrio y el resto del equipo de medida. Los residuos secos y apenas visibles de sosa u otras substancias pueden alterar el resultado.
Dispositivo de Joe Street para la valoración
Temperatura y agitación constantes. A la derecha está el tubo de ensayo para la muestra.
Joe Street de Ontario, Canada, ha unido un pequeño calentador y un agitador magnético en un único dispositivo portátil y barato.
«Buscaba una manera de calentar la mezcla de aceite y alcohol isopropílico, algo necesario para una valoración precisa, y se me ocurrió que sería buena idea incluir la agitación para no tener que parar para sacudir o agitar la mezcla con una varilla mientras intento controlar cuidadosamente el flujo de solución de catalizador al 0,1%. Una placa calefactora con agitador para laboratorio sería muy interesante, pero no puedo pagar su precio de entre 500 y 1.000 dólares. La necesidad aguza el ingenio...»
El dispositivo de Joe solo le costó unos dólares. «fué bastante fácil y tardé en construirlo menos de un día», dice. «Ahora tengo las manos libres para dejar caer las gotas de solución cuidadosamente y sin interrupciones, basta con mirar el indicador para saber cuándo parar. He simplificado la tarea manteniendo constantes dos de las variables: la temperatura y la agitación.»
Instrucciones:http://www.nonprofitfuel.ca/Titrator.html
Medidores de pH
Se dice que el uso en la valoración del medidor de pH electrónico no es fiable, y que no sirve para medir pH del biodiésel, porque el biodiésel no es una solución acuosa. Eso no es cierto del todo. El biodiésel es higroscópico y siempre contiene entre 1.200 y 1.500 ppm de agua absorbida del aire, o de algún otro sitio. Al valorar se añade agua con la solución de NaOH al 0,1%. El equipamiento de laboratorio para valorar incluye medidores de pH electrónicos.
Tenemos tres medidores electrónicos, uno de ellos bastante caro. Hicimos una comparación con fenolftaleína (nueva de un proveedor de material de laboratorio de Tokio) y con varias tiras de comprobación del pH. Lo hicimos con aceites de cocina usados de distintos orígenes, y con aceite nuevo, comprobando los resultados con lotes de prueba. En todos los casos los tres medidores electrónicos dieron la misma medida y dieron buenos resultados en los lotes de prueba. Los resultados de la fenolftaleína fueron un poco más elevados en todos los casos, pero los lotes de prueba aún eran buenos. Las tiras de comprobación dieron mal resultado, eran menos precisas que los medidores electrónicos y la fenolftaleína. Aparentemente la gente las usa sin problemas, pero no creemos que las tiras de comprobación sean lo bastante precisas para la valoración. ¿Para qué arriesgarse a comprometer la calidad del combustible?
Los medidores de pH baratos pueden dar malos resultados. Se pueden comprar de buena calidad a buen precio. Merece la pena gastar un poco más en comprar uno con electrodo desmontable y compensación automática de temperatura. La resolución debe ser de 0,01, y la precisión de ±0,1 o mejor, preferiblemente ±0,05 ó ±0,01.
Extech PH100 ExStik Waterproof pH Meter. Rango de pH: de 0,00 hasta 14,00; Temperatura: de -5 hasta 90º C; Resolución: pH 0,01 pH, 0,1º; precisión: ±0,01 pH, ±1,8º F/±1º C, compensación automática de temperatura, electrodo desmontable. Disponible en Amazon.com: ExStik Waterproof pH Meter
PH-200 Waterproof pH Meter. Rango de pH: de 0 hasta 14; rango de temperatura: 0-80º C (32-176º F); resolución: pH 0,01; resolución térmica: 0,1º C/F; precisión: +/-0,02 pH; calibración digital automática; electrodo desmontable. Disponible en Amazon.com: PH-200 Waterproof pH Meter
Hanna Instruments pHep4 Digital pH Tester. Rango de pH: de 0,0 hasta 14,0; Precisión: ±0,1 pH; rango de temperatura: 0-60º C/32-140º F; electrodo desmontable. Disponible en Amazon.com: Hanna pHep4 Digital pH Tester
Fenolftaleína
La fenolftaleína se suele confundir con el rojo de fenol (fenolsulfonftaleína) que se pone en el agua de las piscinas, pero son distintos. El rojo de fenol no sirve para valorar aceite porque su rango de pH no es lo bastante amplio. Su rango empieza en el pH 6,6, momento en el que es amarillo. Luego cambia a naranja, y se vuelve rojo en su máximo con pH 8,0. Llega a su máxima exactitud con pH 7,4. Para una valoración precisa hay que medir pH 8,5.
La fenolftaleína es incolora con pH 8,3, después se vuelve rosa (magenta), y roja en su máximo de pH 10,4. Cuando empieza a ponerse rosa y mantiene este color durante 15 segundos, el pH es de 8,5.
El aceite de buena calidad, con pocos ácidos grasos libres, se puede valorar con rojo de fenol, pero para aceites más ácidos no es lo bastante preciso. Utiliza fenolftaleína, concretamente solución de fenolfteína al 1% (1,0% masa/volumen) con etanol al 95%.
La fenolftaleína dura un año. Es sensible a la luz, así que hay que guardarla en un lugar oscuro y fresco.
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¿Fenolftaleína o medidor electrónico?
¿Cuál es mejor? El miembro de la lista de correo de los biocombustibles Jim MacArthur, que enseña química en Three Rivers Community College en Poplar Bluff, MO, USA, escribió esto:
«Puedo hacer una aclaración sobre la comparación entre el medidor de pH electrónico y la fenolftaleína en la valoración desde un punto de vista químico.
«Cuanto más débil sea el ácido más cuidado hay que tener al elegir el indicador químico (como la fenolftaleína), ya que el cambio de pH es mucho más lento que en la valoración de ácidos fuertes. La fenolftaleína es el indicador más usado para la valoración de ácidos fuertes porque su cambio de color es muy claro. Afortunadamente parece que cambia de color en el rango de pH en el que se encuentra el punto de equivalencia de los ácidos grasos libres.
«El problema con ambos métodos es saber cuál será el punto de equivalencia, que depende del tipo de aceite y el grado de hidrogenación. No creo que el punto de equivalencia cambie mucho, pero cambia. Para medir un pH de 8 ó 9, la fenolftaleína es tan buena como el medidor electrónico. Si tienes una mejor idea de cuál será el punto de equivalencia, entonces un medidor electrónico funciona mejor.
«El caso es que hay varios motivos por los que la fenolftaleína puede no ser tan buena como el medidor electrónico en algunos casos mientras que en otros funciona bien. Creo que cada uno debe decidirlo por sí mismo.» Jim MacArthur, junio de 2005
Cómo fabricar biodiesel caseroDebido al constante aumento del precio del petróleo y el calentamiento global
se ha iniciado la búsqueda de fuentes de energía renovables, siendo una de
ellas el uso de biocombustibles (o agrocombustibles), entre estos destaca el
biodiesel. Este combustible ofrece múltiples ventajas si se compara con otros
biocombustibles (el etanol por ejemplo), dado que cualquiera puede fabricarlo
en casa con los utensilios adecuados, además puede usarse para su
fabricación material de desecho (como el aceite usado en restaurantes o el
hogar).
El biodiesel es un nuevo tipo de diesel, alternativo, renovable, limpio, hecho de
triglicéridos. Para su fabricación se puede usar cualquier tipo de aceite vegetal
ya sea virgen o reciclado; también puede obtenerse de oleaginosas como la
colza, girasol o palma. En algunos casos es posible incluso obtenerlo de grasas
animales, aunque es mucho más costoso.
Pasos
1.
1Reúne los materiales necesarios, los cuales se listan en la sección de cosas que
necesitarás.
2.
2Trabaja en un lugar con suficiente ventilación, de preferencia en un lugar al aire
libre. Usa equipo de protección como guantes y gafas protectoras. Sigue las
indicaciones de precaución de las etiquetas de los productos que uses.
3.
3Vierte una taza o 250 ml de methanol en un contenedor de vidrio graduado (de
los que se usan para medir cantidades). Agrega una cucharita y media de lejía.
4.
4Usa una tapa que no sea de aluminio y agita hasta que se disuelva la lejía.
5.
5Vierte 4 tazas de aceite vegetal nuevo. Calienta el aceite a 60ºC.
6.
6Usa un embudo para verter el aceite caliente en una botella de plástico de 2
litros. Agrega la mezcla de metanol y lejía.
7.
7Coloca la tapa de manera que quede apretada y agita vigorosamente por 20
segundos.
8.
8Observa cómo se forma una capa. A través de un proceso llamado
transesterificación, podrás ver una capa oscura de glicerina formándose debajo de la
capa más ligera de combustible biodiesel, ya que los ácidos grasos trans en el aceite
se derivan de una molécula de glicerina, que es reemplazada por tres moléculas de
alcohol.
9.
9Espera. En los siguientes dos días verás que tu biodisel se vuelve más claro. Esto
ocurre debido a que la glicerina se asienta.
10.
10Usa tu biodiesel. Tu biodiesel hará trabajar cualquier motor que esté diseñado para
funcionar con diesel. Sólo ten cuidado si el motor tiene mangueras o juntas de goma,
las cuales pueden ser remplazadas por unas hechas con materiales sintéticos.
:LO:O=
¿Cómo hacer biodiésel?
A continuación se explica cómo fabricar biodiésel a partir
de aceites y grasas que han sido utilizados en la cocina, aunque el método
también sirve para aceites nuevos. Además del aceite o grasa, sólo se necesita
unos pocos productos químicos generalmente fáciles de conseguir y un
equipamiento que se puede comprar o fabricar en forma sencilla.
Elbiodiésel obtenido es un combustible, en algunos casos, más barato que
el diésel del petróleo, limpio, no tóxico,renovable, y de gran calidad que se
puede utilizar en cualquier motor diésel sin ningún tipo de modificación.
Advertencia: Para realizar el procedimiento es necesario contar con
ciertas medidas de seguridad que van a evitar problemas que en algunos casos
pueden ser muy graves. Es recomendable utilizar guantes, delantal, gafas
protectoras, y una máscara especial para evitar respirar los vapores del
metanol, en caso de no contar con esta última, se debe evitar estar expuestos
directamente a los vapores. En concentraciones elevadas el metanol puede
causar dolor de cabeza, mareo, náusea, vómitos y hasta la muerte. Una exposición
aguda puede causar ceguera o pérdida de la visión. Una exposición crónica puede
ser causa de daños al hígado o de cirrosis. Además, no hace falta beberlo, ingresa
directamente por la piel. El hidróxido de sodio es corrosivo, por lo que puede
causar quemaduras graves. Cuando se mezclan forman metóxido de
sodio (metóxido), que es extremadamente caústico. Son productos muy
peligrosos por lo que es preciso tener mucho cuidado.
También es importante tener siempre cerca un grifo de agua corriente. El lugar
de trabajo tiene que estar muy bien ventilado. No debe haber
cerca niños ni mascotas.
Productos Necesarios
Para la mezcla:
1. Aceite de cocina usado o nuevo (triglicéridos); por ejemplo, aceite de freidora.
2. Metanol (alcohol metílico) con una pureza del 99% o más, lo que quiere decir
que tiene el 1% o menos de agua. Podría utilizarse también etanol (alcohol etílico)
pero es mucho más difícil y por lo tanto menos económico conseguir etanol con
una pureza tan alta. Generalmente el alcohol etílico farmacéutico tiene una pureza
de hasta el 96%.
3. Hidróxido de sodio (soda o sosa cáustica, lejía); se debe tener especial
cuidado en mantenerlo seco.
Para la valoración:
1. Alcohol isopropílico con una pureza del 99% o más.
2. Agua destilada
3. Solución de fenolftaleína (que no tenga más de un año, protegerla de la luz
intensa). El “fenol”, o “rojo de fenol”, que se vende para las piscinas no es lo mismo
que la fenolftaleína; se puede usar, pero el modo de empleo puede ser distinto.
Para el lavado:
1. Vinagre
2. Agua
Los pasos para hacer Biodiésel
1. Filtrar el aceite para quitarle los restos sólidos. (para aceites usados)
2. Quitar el agua presente en el aceite (opcional).
3. Valoración para calcular la cantidad de lejía o catalizador es necesario.
4. Preparación del metóxido de sodio.
5. El proceso de Transesterificación.
6. La decantación para separar el biodiésel de la glicerina.
7. Lavado y secado del biodiésel.
8. Comprobar la calidad del biodiésel.
El proceso que convierte la mezcla de aceite con el metóxido se
llama transesterificación, y es similar a lasaponificación. La saponificación
forma jabón.
Para hacer jabón se mezclan triglicéridos (aceite, grasa) con una disolución
de hidróxido de sodio (NaOH, sosa cáustica, lejía) en agua. En esta reacción
las cadenas de ester, también llamadas lípidos, se separan de la glicerina y se
unen al sodio para formar jabón. Uno de sus extremos es atraído por moléculas
polares como el agua, y el otro es atraído por moléculas apolares como el aceite.
Esa es la característica que hace útiles a los jabones.
En la transesterificación la lejía o catalizador y el metanol se unen para
formar metóxido de sodio (Na+ CH3O-). Cuando se mezcla el metóxido con
aceite, rompe las uniones de la molécula de aceite, liberando glicerina y ácidos
grasos. Estos últimos se unen al metanol formando biodiésel, y un poco de jabón
a veces. Si se utiliza metanol el producto final se llama metiléster, y si se utiliza
etanol se llama etiléster. (Ver Fabricación de Biodiésel) A
continuación…………….
Fuente: Journey to Forever (www.journeytoforever.org)
La producción de BiodiéselVirtualmente, cualquier persona puede fabricar biodiesel debido a que se trata de
un proceso simple a menudo comparado con la elaboración de la cerveza. Esto
hace que el auto abastecimiento de combustible sea posible para cualquiera.
Además, todos los días se inventan nuevas máquinas y métodos para la
elaboración de biocombustibles.
¿Cómo se fabrica el biodiesel?
El Biodiesel se produce gracias a una reacción química denominada
transesterificación, lo que significa que el glicerol contenido en los aceites es
sustituido por un alcohol ante la presencia de un catalizador. En nuestro caso
utilizaremos Metanol y NaOH (soda cáustica) o KOH (hidróxido de potasio). Este
es sólo un método posible para la elaboración de biodiesel, pero existen otras
formas y trucos para preparar biodiesel de buena calidad. Puede encontrar más
sobre esto en otros sitios relacionados con este interesante tema.
Los 3 Ingredientes Necesarios
Aceite
El primer ingrediente es el aceite o la grasa. El aceite vegetal que puede tratarse
como desecho en la mayoría de los hogares o que puede recolectarse gratis de
muchos restaurantes.
Uno puede, por supuesto, plantar girasol o soja y luego de cosecharlo, prensarlo
para extraer el aceite, como sucede en muchos lugares del mundo donde se
produce el biodiesel.
Muchos productores rurales están convirtiéndose actualmente en económicamente
independientes con respecto a la energía. Utilizan biodiesel en tractores y otra
maquinarias agrícolas y muchas veces se utilizan los excedentes de biodiesel para
generar electricidad.
Las personas que preparan biodiesel en una escala más grande son capaces de
utilizar la grasa usada de freír, aceite de pescado, grasa animal y otras clases de
aceites. Una ventaja acerca de la elaboración de biodiesel es que se puede hacer
de muchas sustancias diferentes, en su mayor parte, desechos.
Alcohol
El segundo ingrediente es el alcohol. El Metanol se usa generalmente para la
elaboración con aceites vegetales reciclados. Cuando se utilizan aceites nuevos,
es posible la mezcla con etanol.
Hay que aclarar que tanto el metanol como el etanol son materiales muy
peligrosos. Hay que evitar inhalarlo y el contacto con la piel y los ojos. Siempre
utilice guantes aptos para la manipulación de estas sustancias, protectores
para los ojos y máscara para la cara, además de trabajar siempre en lugares
bien ventilados.
Catalizador
El último ingrediente es el catalizador. Se pueden utilizar tanto el KOH (hidróxido
de potasio) como el NaOH (hidróxido de sodio o soda caustica). La ventaja del
KOH es que la glicerina que queda del proceso es mucho menos tóxica que
cuando se utiliza NaOH. En este caso, es posible procesar la glicerina para
producir un fertilizante artificial. El KOH tiene también la ventaja de que se disuelve
mucho mejor en metanol. Sin embargo, la ventaja del NaOH es que es muy simple
y barato de conseguir porque se lo utiliza normalmante como destapador de
cañerías y a su vez es fácil de manipular.
Asegúrese de utilizar NaOH con una pureza de por lo menos el 96%. El KOH de
esa pureza es bastante dificil de encontrar, pero uno de entre el 92% y el 85%
puede funcionar bien. Ambos, el NaOH y el KOH son químicos muy
peligrosos. Hay que tomar precauciones cuando se utilizan estos químicos.
Reacciones de trasesterificación de triglicéridos
Aunque la esterificación es un proceso posible, sin embargo el método utilizado
comercialmente para la obtención de biodiésel es la transesterificación (también
llamada alcohólisis).
Se basa en la reacción de moléculas de triglicéridos (el número de átomos de las
cadenas está comprendido entre 15 y 23, siendo el más habitual de 18) con
alcoholes de bajo peso molecular (metanol, etanol, propanol, butanol) para
producir ésteres y glicerina (que puede ser utilizada en cosmética, alimentación,
farmacia, etc.).
La reacción de transesterificación, que se presenta en la gráfica 1, se desarrolla en
una proporción molar de alcohol a triglicérido de 3 a 1, reaccionando en la
metanólisis 1 mol de triglicérdo con 3 moles de alcohol (aunque se añade una
cantidad adicional de alcohol para desplazar la reacción hacia la formación del
éster metílico). El triglicérido es el principal componente del aceite vegetal o la
grasa animal. Además, la formación de la base de la glicerina, inmiscible con los
ésteres metílicos, juega un papel importante en el desplazamiento de la reacción
hacia la derecha, alcanzándose conversiones cercanas al 100%.
Gráfica 1. Reacción de transesterificación.
En la grafica 2 se presentan las diferentes reacciones que tienen lugar en la
transesterificación, la cual consiste químicamente en tres reacciones reversibles y
consecutivas. El triglicérido es convertido consecutivamente en diglicérido,
monoglicérido y glicerina. En cada reacción un mol de éster metílico es liberado.
Gráfica 2. Reacciones implicadas en la transesterificación.
En la reacción de transesterificación se utiliza un catalizador para mejorar la
velocidad de reacción y el rendimiento final, amen que sin él no sería posible esta
reacción. Los catalizadores pueden ser ácidos homogéneos (H2SO4, HCl, H3PO4,
RSO3), ácidos héterogeneos (Zeolitas, Resinas Sulfónicas, SO4/ZrO2,
WO3/ZrO2), básicos heterogéneos (MgO, CaO, Na/NaOH/Al2O3), básicos
homogeneos (KOH, NaOH) o enzimáticos (Lipasas: Candida, Penicillium,
Pseudomonas); de todos ellos, los catalizadores que se suelen utilizar a escala
comercial son los catalizadores homogéneos básicos ya que actúan mucho más
rápido y además permiten operar en condiciones moderadas. En el caso de la
reacción de transesterificación, cuando se utiliza un catalizador ácido se requieren
condiciones de temperaturas elevadas y tiempos de reacción largos, por ello es
frecuente la utilización de derivados de ácidos más activos.
Sin embargo, la utilización de álcalis, que como se ha comentado es la opción más
utilizada a escala industrial, implica que los glicéridos y el alcohol deben ser
anhidros (<0,06 % v/v) para evitar que se produzca la saponificación. Además, los
triglicéridos deben tener una baja proporción de ácidos grasos libres para evitar
que se neutralicen con el catalizador y se formen también jabones.
De esta manera las reacciones secundarias que se pueden dar son las siguientes:
· Reacción de saponificación
· Reacción de neutralización de Ácidos grasos libres
El triglicérido reacciona con el catalizador básico, consumiendo éste, en presencia
de agua dando lugar a la formación de jabones (reacción de saponificación), tal y
como se puede ver en la gráfica 3.
Figura 3. Reacción de saponificación.
La saponificación está favorecida cuando se utiliza el hidróxido potásico o sódico,
ya que sus moléculas contienen los grupos OH responsables de esta reacción.
Así, cuando se utilizan estos catalizadores, se debe tener especial precaución con
las condiciones de reacción, especialmente la temperatura y la cantidad de
catalizador básico, para reducir al máximo la saponificación. Sin embargo, los
metóxidos sólo contienen el grupo OH como impureza, por lo que su utilización no
produce prácticamente jabones por saponificación.
En cualquier caso, se deben utilizar aceites y alcoholes esencialmente anhídros,
ya que el agua favorece la formación de jabones por saponificación. Por este
motivo, se debe eliminar el agua, mediante evaporación, en los aceites con altos
contenidos en humedad antes de llevar a cabo la transesterificación.
Por otra parte, hay dos maneras de eliminar los ácidos grasos libres presentes en
el aceite. Así, se puede proceder a su neutralización, ya que los ácidos grasos
presentes en el aceite vegetal pueden reaccionar con el catalizador básico
(fundamentalmente NaOH) en presencia de agua, ocurriendo asimismo una
reacción indeseable, produciendo como en el caso anterior jabón, tal y como se
puede ver en la gráfica 4.
Otra manera de eliminar los ácidos grasos libres es mediante una reacción de
esterificación con un catalizador ácido con lo que se formaría el éster metílico.
Figura 4. Reacción de neutralización de ácidos grasos libres.
Reacciones de esterificación de ácidos grasos
El proceso que se utiliza para la producción de biodiésel es la transesterificación,
sin embargo la esterificación se viene aplicando combinándolo con la
transesterificación de cara a aprovechar el subproducto de ácidos grasos y
producir asimismo biodiésel.
Dada la importancia de los ésteres se han desarrollado numerosos procesos para
obtenerlos. El más común es el calentamiento de una mezcla del alcohol y del
ácido correspondiente con ácido sulfúrico, utilizando el reactivo más económico en
exceso para aumentar el rendimiento y desplazar el equilibrio hacia la derecha
(esterificación de Fischer). El ácido sulfúrico sirve en este caso tanto de catalizador
como de sustancia higroscópica que absorbe el agua formada en la reacción. A
veces es sustituido por ácido fosfórico concentrado.
En la práctica este procedimiento tiene varios inconvenientes. El alcohol puede
sufrir reacciones de eliminación formando olefinas, esterificación con el propio
ácido sulfúrico o de formación del éter, y el ácido orgánico puede sufrir
decarboxilación.
La reacción de esterificación aparece desarrollada en la gráfica 5.
Figura 5. Reacción de esterificación.
Los catalizadores que se utilizan en este tipo de reacción, al contrario que en el
proceso de transesterificación que habitualmente son hidróxidos, son ácidos o
enzimáticos. En el caso de la esterificación, al contrario que en la reacción de
transesterificación, al utilizar catalizadores ácidos no es necesario recurrir a
trabajar con temperaturas elevadas y tiempos de reacción largos.
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Elaboración casera de BiodieselDescripción detallada del proceso de elaboración de biodiesel en forma artesanal, a partir de aceite usado de la freidora. Este combustible puede ser usado en un vehículo convencional de gasoil, ya sea al 100% o mezclado en cualquier proporción con gasoil.
martes, 3 de enero de 2012
Cómo hacer Biodiesel Casero con aceite de cocina usadoBreve resumen en vídeo de todo lo aquí expuesto:
Hola,
Quisiera compartir una experiencia por la cual llevo ya casi seis años sin parar en una gasolinera excepto para comprar un refresco o una bolsa de cubitos. Me fabrico mi propio biodiesel para uso particular, y lo utilizo al 100%, es decir, ni una gota de gasóleo. El coche va de maravilla desde entonces. NO he notado ningún extraño. Es un Opel Zafira 2.0 DTI que compré nuevo hace ocho años.
Indice1. Que es el biodiesel y qué no es el biodiesel
2. Cualidades del Biodiesel2.1 Respecto al motor2.2 Respecto al ambiente2.3 Respecto a consideraciones estratégicas
3. Mi experiencia. Los comienzos.
4. Como fabricar Biodiesel con calidad y seguridad
4.1 Recolectar aceite4.2 Pretratamiento del aceite4.3 Preparación del reactivo: Metóxido4.4 Primera transesterificación4.5 Primer drenaje de la glicerina4.6 Segunda transesterificación4.7 Segundo drenaje de la glicerina4.8 Lavado4.9 Deshidratacion y desmetanolizado4.10 Filtrado y envasado4.11 Panel de control
5 Bibliografia de interés
1. Que es el biodiesel y qué no es el biodieselHay quienes, sin más, echan aceite de girasol a su depósito y el coche funciona, aunque en invierno esto no es factible porque el aceite se pone muy viscoso y es necesario dotar al coche de un segundo depósito con sistema de calefacción para el aceite. Y además tengo mis dudas sobre la glicerina que todo aceite contiene. Puede provocar coquizaciones en los inyectores y depósitos en el motor. Eso no esbiodiesel. Eso es aceite.
El biodiesel se obtiene sometiendo al aceite vegetal a una reacción química llamada transesterificación. No obstante lo aparatoso del nombre, es una reacción química que está al alcance de tecnología casera, como se verá mas adelante, y no soy yo el único que lo hace. El biodiesel también se puede hacer a partir de grasas animales, pero es mas difícil debido a que a temperatura ambiente son semisolidas y contienen muchos ácidos grasos libres que dificultan el proceso. Yo voy a describir el proceso para aceite. Concretamente, aceite usado, para más señas, de girasol.
El aceite para hacer biodiesel puede ser:
- Nuevo: Proceso más fácil, pero el aceite nuevo cuesta caro, y además, se podría acusar al biodiesel de "provocar hambre" en el mundo.
- Usado: De freidora. El proceso se complica por la mayor presencia de ácidos grasos libres en el aceite, pero aún es posible realizarlo. El gran atractivo del aceite usado es que suele salir gratis, y de paso retiramos un producto que es tóxico para el medio ambiente si se tira por la fregadera. Tampoco nos podrán acusar de promover las hambrunas. El aceite de las freidoras se cambia precisamente porque llega un punto en que no es sano preparar alimentos con él. Entonces, llega el turno del depósito del coche.
2. Cualidades del Biodiesel
2.1 Respecto al motorEs lógico tener miedo a un combustible "extraño", pero el biodiesel tiene las siguientes ventajas mecánicas frente a su primo, el gasoil fósil. Lo dice la literatura técnica y lo he comprobarlo en mi coche, coche que por cierto no me han regalado.
- El coche no tiene que ser modificado en absoluto. La única excepción: En coches fabricados antes de 1998 habría que cambiar los manguitos de caucho por otros de vitón o teflón, pues el biodiesel disuelve el caucho natural.
- Lubrica y limpia el motor incluyendo los inyectores- Mayor numero de cetano, se puede comprimir más la mezcla: Mas potencia- Mas seguridad. Por violento que sea un accidente, es harto improbable que arda.- A pesar de tener un 5% menos de energía que el gasoleo, los puntos 1 y 2 los igualan- Respeta y no deteriora a los catalizadores del tubo de escape.- El consumo en cuanto a Litros / Kilometraje no varía- Aceleración, velocidad máxima, ralentí, no se modifican.- Alarga la vida del motor
2.2 Respecto al ambiente- No emisión de aromáticos policíclicos cancerígenos- No emisión de azufre, ni plomo, ni metales pesados- Es renovable. El CO2 que emite la combustión del biodiesel es necesitado por las plantas de las cuales se saca el aceite, por lo tanto, es un ciclo renovable. No se puede decir lo mismo del petróleo, pues el CO2 generado por la quema de gasoil no produce más petróleo.- Es biodegradable. Conservado en garrafas al abrigo de la luz y el aire, con tapón hermético y sin cámara de aire puede conservarse mas de 6 meses. Pero en caso de vertido al ambiente, se biodegrada en cuestión de 3-4 semanas.- Tiene la misma tabla de toxicidad que la sal de mesa.- La materia prima es un resíduo (aceite comestible usado)
2.3 Respecto a consideraciones estratégicas- Proporciona independencia energética respecto de terceros países.- No es necesaria una economía de escala para fabricarlo- Aprovecha los recursos locales, tanto de materia como de mano de obra.- Es de manejo excepcionalmente seguro. Su "inflamabilidad" es como la del aceite del cual procede. Nadie tiene a una garrafa de 25 litros de aceite como un peligro de incendio.
3. Mi experiencia. Los comienzos.Todo comenzó una vez que fui a repostar y me olvidé sacar el boquerel de la toma de mi coche. Arranqué y casi me llevo de cuajo el surtidor. Mi coche también sufrió daños. Menos mal que la gasolinera no me pidió responsabilidad por un accidente que pienso debe ser muy frecuente y realmente lo es. Fastidia un poco eso de que al repostar te tengas que convertir en trabajador improvisado con la responsabilidad que eso conlleva. Eso si, yo tuve que pagar los desperfectos de mi coche. Mas tarde pensé cómo es posible que a los diseñadores de los surtidores no se les haya ocurrido dotar al surtidor de un material que "ceda" o se rompa salvando así al surtidor y al propio coche que reposta. Me acordé de las lagartijas, que cuando son atacadas pierden la cola, pero a cambio salvan la vida. ¿Son mas inteligentes las lagartijas que algunos diseñadores?...
De aquél incidente me surgió una idea, medio en serio, medio en broma: "Si consigo hacer mi propio combustible para el coche, no volverá a pasar". Y me puse a buscar por internet y encontré una página.
Esta página: http://www.journeytoforever.org/biofuel.html
Al principio no le dí mucho crédito a eso del biodiesel. Pensé que era una excentricidad de algún ecologista, pero seguí buscando y ví que había bastante literatura técnica sobre el tema, sobretodo en inglés. Y lo más sorprendente, es queno se ocultaban los detalles de la fabricación. Por aquél entonces yo tenía en
mi pequeño laboratorio todos los ingredientes necesarios para hacer una prueba a pequeña escala. De no haber sido por tener los ingredientes a mano, lo más seguro es que no me hubiera molestado en ir a comprarlos, así que el tener los ingredientes fue algo providencial.
En un vaso puse un poco de aceite de girasol, aparte preparé el reactivo: metanol con sosa caústica disuelta, que se llama metóxido sódico (esto hay que manejarlo con cuidado, es inflamable, tóxico y corrosivo). Mezclé ambos, el aceite con el metóxido y estuve varios minutos agitando la mezcla con una cuchara de acero. Dejé reposar la mezcla una hora y allí estaba: En la parte superior del vaso, el supuesto biodiesel. Y en la parte del fondo, la glicerina. Se había producido la reacción.
Lo anterior me animó y me hice mi primer mini-reactor para fabricar biodiesel a pequeña escala, tan solo dos litros por lote.
No es nada del otro jueves: Un bote de pintura nuevo, con un motor-bomba de lavadora que coge el liquido de la parte baja del bote y lo re-inyecta en la parte alta. El propósito es mover, mezclar, agitar la mezcla, (aceite y metóxido). También se vé un cable blanco entrar por la tapa: Es una resistencia eléctrica para mantener la mezcla a 50-55º C, temperatura óptima para el proceso. El cable oscuro es de una sonda de un termómetro digital para medir dicha temperatura. Lo importante de esta mini-máquina es que es hermética. Así evitamos que se escape el metanol, que hierve a tan sólo 64 grados, lo cual tendría dos consecuencias: Por un lado, perder metanol por evaporación supone empobrecer el biodiesel, y por otro lado los vapores de metanol son tóxicos e inflamables. Así que, el reactor, por modesto que sea, debe ser hermético, hermético y hermético.
Después de estar agitando la mezcla durante una hora, apagaba el motor-bomba y el calefactor, abría el bote y vertía todo en un frasco de vidrio del tipo de envase de olivas, de un galón de capacidad (casi cuatro litros). Al cabo de pocas horas, gracias a la transparencia del frasco se podía ver claramente un depósito oscuro y denso en el fondo (la glicerina) mientras que sobre ésta, nadaba el biodiesel. La glicerina, más densa, por gravedad iba al fondo, mientras que el biodiesel mucho menos denso quedaba flotando arriba.
Con una pequeña manguera tipo gotero, extraía el biodiesel a un segundo frasco limpio, dejando la glicerina en el primer frasco. Ahora tenemos dos frascos con dos productos que seguirán dos caminos totalmente diferentes:
1. El primer frasco, con la glicerina, que también contiene metanol, jabones y el catalizador usado (hidróxido potásico en mi caso). Esto es un "residuo" de la fabricación de biodiesel, y aunque tenga utilidades, no lo necesitaremos en cuanto al biodiesel. Con este residuo oscuro y denso se puede hacer un buen jabón. Esta página web explica cómo hacerlo y se refiere expresamente a este residuo de la fabricación de biodiesel a nivel casero. Tiene fotos y el jabón tiene muy buena pinta. Como veis, en esto del biodiesel se aprovecha todo:
http://www.permaculture.com/book_menu/136/137/535
2. El segundo frasco conteniendo el biodiesel ya sin glicerina. Pero no podemos usarlo aún en nuestro coche. Hay que lavarlo primero para quitarle los restos de hidróxido, metanol, jabones, y sustancias que harían daño a nuestro motor. El método utilizado es el "método de la burbuja de la Universidad de Idaho". Aquí teneis una foto donde muestra el artefacto para lavar.
Se trata de una piedra amoladora, de venta en ferreterías. Se embute esta piedra en una tapa metálica de un frasco (habrá que buscar que tapa y piedra tengan un tamaño adecuado para que se adapten) y se sella con pegamento de tipo epoxi, de dos componentes. Después por el orificio central se inserta el tubo que viene desde la bomba aireadora y se sella también para que sea hermético. El aire se ve forzado a salir por los microporos de la piedra. Esa es la idea.
El lavado consiste en añadir agua al biodiesel. Esta se irá al fondo por su mayor densidad, mientras que el biodiesel flota arriba por su menor densidad.. Entonces metemos el montaje de la foto mostrada sobre estas líneas. Conectamos la bomba aireadora y las burbujas comienzan a subir. Las burbujas tienen externamente una película de agua que al pasar por la fase del biodiesel absorbe las impurezas citadas. Cuando la burbuja llega a la superficie y "explota", el aire de la burbuja queda en la atmósfera, pero esa película de agua, ya desprovista del sostén de la burbuja, debido a la mayor densidad, cae de nuevo al fondo viajando a través delbiodiesel y absorbiendo más impurezas. De manera que, gracias a las burbujas, hay un tráfico continuo de agua subiendo y bajando secuestrando impurezas albiodiesel. En el primero de estos lavados vemos que el agua se tiñe de blanco
muy rápidamente. Las impurezas que tiene esa agua son las impurezas que ya no tiene el biodiesel. Con el mismo método de la mini-manguera saco el biodieselque flota y lo pongo en otro frasco limpio, procurando no sacar agua. Y se repite el lavado, tipicamente unas 3-4 veces hasta que el agua no se tiñe. Es señal de que elbiodiesel ya no tiene impurezas que limpiar.
Finalmente, ese biodiesel ya limpio está casi listo para ser usado. Pero le falta una última cosa: Quitarle todo vestigio de agua. Y no me refiero al agua en exceso que se iría al fondo por su mayor densidad (se supone que al trasvasarlo de frasco a frasco con la manguera ya no tiene agua). Me refiero al agua dispersa en elbiodiesel en cantidades ínfimas. Esa agua es la responsable de que el biodieselno sea transparente a pesar de estar en un frasco de vidrio transparente. Aparece turbio, de color naranja. Un biodiesel bien terminado es un biodiesel desprovisto de agua, y es de una claridad y transparencia asombrosas, a pesar de provenir de algo tan oscuro y turbio como el aceite usado de freidora.
Para quitar esa agua, calentamos gentilmente el frasco conteniendo el biodiesel -sin llama, claro- a 40-50ºC durante una o dos horas y lo dejamos reposar. Veremos que de pronto se convierte en un líquido con una claridad increíble y una hermosa tonalidad amarillo pálida. No me extraña que le llamen "oro amarillo". Si no sucede así, si el biodiesel no termina con esa claridad y transparencia es que hemos hecho algo mal en el proceso. Precisamente porque el agua que tiene la atmósfera es un incordio para hacer biodiesel, y las bajas temperaturas del invierno tampoco ayudan, se recomienda hacer el biodiesel durante el verano, a ser posible, en días soleados y secos.
Esta es la apariencia que debería tener un biodiesel bien terminado. Corresponde a una muestra del último lote que hice hace algo más de un mes, en octubre:
Llegó la hora de la verdad: Probarlo en mi coche nuevo. ¿Y si se rompe? Comenzé a buscar un motor diesel viejo para probar el biodiesel, pero me encontré con que cualquier motor por viejo y pequeño que fuese me costaba una pequeña fortuna. Además, todo el biodiesel que gastara en ese motor de prueba solo serviría para eso: Para probar.
Pensé que "arriesgarme" con el coche nuevo era casi mas barato, rápido y seguro.
Para empezar, no tenía porque producirse ninguna avería si el biodiesel estaba bien hecho, (y hay varias formas de saber que está bien hecho). En caso de funcionar, ese biodiesel hubiera servido no solo para probar, sino también para algo util y práctico: Para desplazarme. En el peor de los casos, una buena reparación en el coche nuevo no costaría mas que un viejo motor diesel para hacer las pruebas.
Así que me atreví con el coche nuevo, pero empecé usando un porcentaje bajo. Nada de biodiesel al 100%. Teniendo en el depósito unos 20 litros de gasoil le eché 2 litros de biodiesel. O sea, una proporción del 10% aproximadamente.
Aprovecho ahora para decir que el biodiesel se puede mezclar con el gasoil en cualquier proporción. Entonces, esa noche saqué el coche y recorrí las calles de mi barrio, poniendo los cinco sentidos en el coche: cualquier tirón, cualquier ruido, cualquier extraño. De haber pasado algo, pararía el coche (antes de que la cosa fuera a más) y llamaría a la grua para llevar el coche al dia siguiente al taller para que le hicieran una purga en el circuito de combustible. Pero no ocurrió nada. Y eso era lo más excitante. Recuerdo esa noche con especial nostalgia. No me conformé con dar unas vueltas por mi zona, pensé que quizas estaba consumiendo el combustible que va desde el depósito hasta el motor, que todavía no había llegado la mezcla gasoil-biodiesel al motor, así que opté por tomar la autovía, y me alejé hacia Cartagena rumbo al Sur primero, y hacia Orihuela rumbo al Norte después, recorriendo un total de más de 70 Kms. No me lo podía creer. Ni la más minima diferencia en el comportamiento del coche. Y eso que todos conocemos los ruidos y comportamientos de nuestros coches, hasta el más mínimo ruidito.
El reactor anterior de 2 litros se quedó pequeño y me hice otro más grande, de 15 litros, y después vino otro de 35 litros. Sólo tengo foto del reactor de 35 litros, el de 15 litros lo tuve tan poco tiempo que ni le hice foto.
Hice más biodiesel y elevé el porcentaje al 20% biodiesel 80% gasoil, sin sentir tampoco ninguna anomalía.
Después, vino un 50% biodiesel y un 50% de gasoil. Con este porcentaje pensé que si el biodiesel era un mal combustible, ya no podía enmascararse su consecuencia, pues al 50% ya era un porcentaje realmente grande como para ser perdonado por el motor. Con esta mezcla me fuí a pasar el fin de semana a la playa. Y resultó ser inquietantemente normal. No noté absolutamente nada especial, ni al arrancar, ni al acelerar, ni al adelantar, ni al ralentí... nada. Nada de nada. Quedaba claro que al menos, a corto plazo, ese biodiesel era buen combustible.
Así continué unos meses hasta que el reactor de 35 litros también se quedó pequeño.
En el siguiente post, describo el cuarto y último (y definitivo) reactor que hice y que utilizo en la actualidad y desde hace mas de 5 años, en el que hago lotes de 150 litros de biodiesel.
Aprenda a producir Biodiesel casero
En esta página podrá ver una forma fácil de producir Biodiesel Casero, ya sea con aceite virgen o usado. Es preciso mencionar que no es un experimento sencillo, por lo que se debe tener máxima precaución a la hora de realizarlo.
Extraído de www.biodiesel-uruguay.com
Receta simple para que aprenda a fabricar Biodiesel en su propia casa!
Elaborando Bio-diesel en la cocina por Thomas Reed
BIODIESEL DE ACEITES VEGETALES Y GRASAS ANIMALES
>>> ATENCIÓN: TENGA MUCHO CUIDADO AL INTENTAR ESTE EXPERIMENTO <<< ¡
¡¡PELIGRO!!! No permita que participen niños, cuide bien sus ojos y su piel, no aspire los vapores de la reacción y recuerde que la química no es un juego y si no toma las precauciones adecuadas, tanto UD. como quienes lo rodean pueden terminar seriamente perjudicados.
El Biodiesel es un nuevo tipo de diesel, alternativo, renovable, limpio, hecho de triglicéridos (aceites, grasas, Aceites Vegetales Usados -AVU - etc...)
Si desea probar la reacción en su cocina, aquí está la fórmula para una demostración simple que utiliza productos químicos de uso cotidiano.
¡ RECUERDE MANEJAR TODOS LOS PRODUCTOS QUÍMICOS CON CIUDADO !
Mientras que los demás son productos químicos de uso doméstico, el metanol puede arder como llama casi-invisible, por lo que debe apagar todas los fuegos; la sosa puede quemar sus dedos o dejarle ciego. ¡ Lea las advertencias de los envases !. Use delantal, guantes y anteojos!
La reacción, denominada transesterificación, substituye el metanol - producto químico utilizado para quitar el agua de la gasolina - por la glicerina en los triglicéridos (grasas, aceites) para elaborar metil-esteres también denominados biodiesel. Utiliza la soda cáustica (sosa) como catalizador.
Un químico joven lo podría escribir como:
triglicéridos (grasas o aceites) + Alcohol (Metanol) =====> Biodiesel (metil-esteres ) + Glicerina (catalizador : sosa)
En presencia de agua, la sosa convierte una pequeña cantidad de aceite en jabón. Evite la humedad a toda costa. Cuando esta reacción ha concluido, la Glicerina y el Jabón (si existe) sedimentan en el fondo de la vasija y el biodiesel flota en la parte superior.
Mida 1000 ml (1litro) de aceite vegetal nuevo (aceites de cocina como Cocinero, Óptimo etc.) en un batidor (o vasija de mezclado bien seca). Caliente el aceite a 48ºC (no crítico) usando un termómetro de cocina mientras lleva a cabo el paso siguiente.
En una taza separada y bien seca, mida 200 ml de alcohol metanol. A eso añádale 1/4 (3,5 gr) de cucharadita de sosa (hidróxido sódico; se vende en la mayoría de droguerías cómo soda cáustica). Bátalo bien con una cuchara de madera, aplastándolo cuando sea necesario hasta que todas las escamas o copos de nieve desaparezcan (la mezcla debe ser ligeramente nublosa y se denomina "metóxido sódico").
Añada la mezcla metanol-sosa al aceite caliente mientras los agita vigorosamente, utilizando un mezclador, batidor de pinturas (taladro eléctrico con hélice ) o agitador. Bátalo durante 30 minutos. La mezcla al principio espesa y luego se vuelve más fina que el aceite original.
Deje que la mezcla sedimente en una vasija alta y fina. El biodiesel flota en la parte superior y puede ser vertido en un contenedor para ser visto. La glicerina y el jabón van al fondo y pueden ser descartados (aunque puede hacer un jabón altamente glicerinizado).
Ha elaborado biodiesel a pequeña escala y puede apreciar el uso de combustibles renovables procedentes de la agricultura.
Este biodiesel claro puede contener una muy pequeña cantidad de jabón. Si quiere usarlo en su vehículo, puede que no tenga mayor importancia. No obstante, si quiere fabricarlo en grandes cantidades o para la venta, las especificaciones europeas requieren que se retire el jabón por lavado o utilizando otros medios efectivos.
BIODIESEL DE ACEITES VEGETALES USADOS ( A.V.U.)
Los Aceites Vegetales Usados de cocina son una fuente atractiva de biodiesel, pero son más difíciles de convertir porque contienen un 2-10% de ácidos grasos libres (la causa del sabor rancio) y pueden provocar grandes problemas. Primero de todo, es necesario retirar cualquier agua presente en el aceite usado. Caliéntelo en el horno a 104ºC durante una hora o hasta que no se puedan ver burbujas.
Es necesario valorar el aceite para determinar qué cantidad de ácidos grasos libres contiene.
**Para medir la cantidad de ácidos grasos libres de su aceite: mezcle 1 ml de aceite con 10 ml de alcohol isopropilico (obtenible junto con los demás dri-gas) + 2 gotas de solución de fenolftaleina (obtenibles en una droguería, tienda de tiempo libre o en una tienda de juguetes que vendan productos químicos).
**Gota a gota, añada solución de sosa al 0,1% (1 g. de sosa en 1 litro de agua ) mediante agitación vigorosa hasta que la solución se queda rosácea durante 10 segundos (20 gotas = 1 ml) y registre los mililitros de solución de sosa al 0,1% usados. ** En resumen, por cada litro de AVU ( Aceite Vegetal Usado ) necesitará:
Un gramo de sosa granular sólida por cada ml de solución de sosa al 0,1% utilizado para valorar los ácidos grasos libres.más los 3,5g necesarios como catalizador tal como se describe más arriba para el aceite nuevo ( no usado ).Disuelva completamente la cantidad apropiada de sosa en el metanol: esta mezcla combinada constituye el metóxido sódico.
**Añada el alcohol-sosa al aceite, bátalo VIGOROSAMENTE y separe, de acuerdo con las instrucciones dadas más arriba para el aceite nuevo.
Este experimento ha sido recogido libremente de la web y publicado para su conocimiento, ECODESARROLLO no se responsabiliza por un uso indebido o inadecuado del mismo ni tampoco de las consecuencias que pueda tener la falta de precaución por parte de quién lo utilice. Ante cualquier duda ó consulta solicite ayuda a un químico profesional.