UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMATICAS

QUIMICA ORGANICA 1

AÑO LECTIVO CICLO II – 2014

INSTRUCTORA DE LABORATORIO:

Msc. Carmen Dinora Cuadra

NOMBRE DE LA PRÁCTICA:

Obtención de biodiesel

INTEGRANTES DEL GRUPO :

APELLIDO NOMBRE CARNET

Garzona Urquilla, Vilma Natalia GU13001

Núñez Chacón, Alejandro Alberto NC13002

Siguenza Diaz, Andrea Ivonne SD12001

SEMANA DE LABORATORIO: C

Ciudad universitaria, lunes 01 de diciembre de 2014

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IN DICE

.

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RESUMEN

En el presente trabajo de investigación se muestra el desarrollo de la

obtención del biodiesel a partir de diferentes procesos en los cuales se

observan una diferencia notoria de resultados, desde un producto de

alta calidad hasta otro con una deficiencia en propiedades que

cumplan con lo que caracterizan a un biodiesel de calidad.

Este trabajo es parte de un eficiente método de concientizarnos sobre como la finalización de la catedra química orgánica general puede ayudarnos en la compresión de productos utilizados tanto a nivel industrial como a nivel cotidiano en este caso involucra al biodiesel

Con este objetivo se estudiaron los componentes químicos, paquetes de propiedades, reacciones y equipos involucrados en el proceso de producción de biodiesel.

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OBJETIVOS

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MARCO TEORICO

BIODIESEL, DEFINICIÓN

El biodiesel es un combustible renovable proveniente de aceites vegetales o grasas de origen animal, que puede ser usado total o parcialmente para reemplazar el combustible diesel de los motores de ignición sin requerir una modificación sustancial de los mismos.

Es un combustible alternativo para el diesel del petróleo, la producción de biodiesel predominante es a partir de aceites vegetales, quedando en menor proporción la producción a partir de grasas animales, mediante procesos industriales de transesterificación; llevada a cabo entre un aceite y un alcohol en presencia de un catalizador, para obtener los mono-alquil ésteres y glicerol, que luego se separan y se purifican.

PROPIEDADES DEL BIODIESEL

Las características del biodiesel son las siguientes:

Combustible limpio. Es biodegradable. No tóxico. Alto índice de lubricidad. Libre de azufre y aromáticos.

El biodiesel es un combustible oxigenado, por eso tiene una combustión completa en comparación al diesel derivado del petróleo y produce menos gases contaminantes. Tiene un punto desinflamación relativamente alto (150 °C) que le hace menos volátil que el diésel del petróleo y es más seguro de transportar

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Las propiedades del biodiesel varían según la materia prima a partir de la cual se le obtuvo (aceites vegetales nuevos o usados de distinto origen o grasas animales). Es por ello, que las normas indican un rango admisible en el valor de las propiedades.

El costo del biodiesel varía dependiendo de la reserva, el área geográfica, la variabilidad en la producción de cosecha de estación a estación, el precio del petróleo crudo y otros factores. El alto precio del biodiesel es en gran parte debido al alto precio de la materia prima y también de la calidad que se requiera de éste.

Tabla. Propiedades el biodiesel vs diesel

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HECHOS HISTORICOS RELEVANTES. DESCUBRIMIENTO DE LA EFICIENCIA DEL BIODIESEL

Durante milenios la única fuente de energía que utilizó el hombre fue la proveniente de su propia musculatura, la que utilizaba para cazar, pescar, moler granos alimenticios, transportar cargas y otras tareas vitales. Sería en el paleolítico superior cuando empezó a utilizar conscientemente el fuego como fuente de energía.

El fuego no sólo le servía para protegerse del frío, espantar a las fieras y alumbrarse de noche, sino también para cocinar algunos alimentos a fin de hacerlos más digeribles. Cuando el hombre prehistórico logró encender el fuego, dominó uno de los elementos que más iba a servir en el avance de la civilización.

Las civilizaciones antiguas aprendieron a utilizar la leña para producirlo, inventaron los hornos en los que se podía concentrar el calor generado y descubrieron el carbón vegetal.

Estos avances permitieron fabricar alfarería (para conservar mejor los alimentos) y trabajar el hierro y el cobre (para la producción de armas y herramientas)

Desde el punto de vista energético, la gran revolución técnica fue la agricultura, la cual le permitió al hombre almacenar la energía solar transfiriéndola a vegetales utilizables como alimento.

Entonces fue en la revolución industrial cuando se generalizó el uso del carbón mineral y se lograron mayores eficiencias energéticas con el desarrollo de la máquina de vapor, cuyos efectos en el destino del hombre y del medio ambiente han sido determinantes para conseguir

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grandes avances en la industria minera, la siderúrgica y la textil, así como en el transporte.

La generación masiva de electricidad comenzó a fines del siglo XIX, y la creciente sucesión de aplicaciones que esta disponibilidad produjo, hizo de la electricidad una de las principales fuerzas motrices de la revolución industrial.

El petróleo tiene mayor densidad energética que el carbón, es más fácil de transportar y produce menos residuos de combustión. Hasta ahora había sido más fácil de extraer. Por eso, su consumo se impuso a partir de la Segunda Guerra Mundial, dando origen a la llamada era del petróleo. Sin embargo el uso del carbón y del petróleo no sólo significa el consumo de recursos no sustentables y precios en alza sino que también aumentan las emisiones de gases responsables del calentamiento global.

Grafico. Emisiones estimadas de carbono provenientes de combustibles fósiles

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Descubrimiento y desarrollo del biodiesel

Los aceites vegetales se usan como combustibles desde hace más de 100 años, en 1853 con los científicos E. Duffy y J. Patrick con la idea de someter a los aceites vegetales a un proceso de transesterificación, que fue conocida a principios de 1846 cuando Rochieder describió la preparación de glicol por etanólisis de aceite de ricino. Bagby y Schwab descompusieron térmicamente aceite de soya y de girasol, usando aire y nitrógeno. Rudolph Diesel desarrolló la primera máquina diesel que fue corrida con aceite vegetal en 1911. En 1912 Rudolph Diesel probó aceite de cacahuate en su motor de encendido por compresión.

Sin embargo, la viscosidad causante del mal comportamiento de los aceites vegetales especialmente en los motores diesel de inyección directa fue limitante en su utilización. A pesar de esto, los aceites empezaron a usarse en ese tiempo, resultando ser tan importante como el petróleo y el carbón. No obstante, el petróleo irrumpió en el mercado porque era barato, razonablemente eficiente y fácilmente disponible. Uno de sus derivados, el gasóleo, rápidamente se convirtió en el combustible más utilizado en el motor diesel

Las primeras pruebas técnicas con biodiesel se llevaron a cabo en 1982 en Austria y Alemania, pero solo hasta el año de 1985 en Silberberg se construyó la primera planta piloto productora de RME

El concepto de biodiesel hoy en dia se restringe, de forma exclusiva, a la mezcla de monoalquilesteres de acidos grasos obtenidos a partir de lípidos renovables como aceites o grasas de origen vegetal o animal.

Frase de Rufolph Diesel, experimento con aceite de cacahuate para producir un biodiesel con resultados satisfactorios.

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DIFERENTES MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE BIODIESEL

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MÉTODO MÁS EFICAZ VS MÉTODO MÁS ECONÓMICO

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PRODUCCIÓN DE BIODIESEL

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL BIODIESEL

Ventajas

Actualmente los países de la Unión Europea, Estados Unidos, Francia, Brasil, Argentina y Colombia entre muchos otros, han apoyado la utilización de biocombustibles con el objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, impulsar la des carbonización de los combustibles del transporte, diversificar las fuentes de su abastecimiento, desarrollar alternativas al petróleo a largo plazo, utilizar tierras ociosas y reforestar la capa vegetal . Se espera también que el incremento de la producción de biocombustibles ofrezca nuevas oportunidades para diversificar la renta y el empleo en las zonas rurales o de bajos recursos.

Disminución en emisiones contaminantes

Un estudio hecho por la EPA en el año 2002, muestra que la utilización de este biocombustible presenta ventajas medio ambientales, ya que usándolo puro se logra una reducción del 90% de hidrocarburos (HC) y una reducción del 75-90% en hidrocarburos aromáticos policíclicos . De igual manera reduce las emisiones de dióxido de carbono (78% menos) y dióxido de azufre (SO2), material particulado (MP), metales pesados, monóxido de carbono (CO), y compuestos orgánicos volátiles.

Compatibilidad y seguridad

El biodiesel, además de provenir de una fuente renovable, puede ser almacenado en los mismos lugares donde se almacena el diesel de petróleo sin necesitar cambios de infraestructura. Es un combustible

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más seguro y fácil de manipular debido a su alto punto de ignición aproximadamente 150°C comparado con el del diesel que es aproximadamente 60°C

Lubricidad

El contenido de oxígeno del biodiesel mejora el proceso de combustión y disminuye su potencial de oxidación. La eficiencia de combustión es más alta que el diesel debido al aumento de homogeneidad de la mezcla oxígeno con el combustible durante la combustión. El biodiesel contiene 11% de oxígeno en peso y no contiene azufre.

Biodegradabilidad y toxicidad

El biodiesel es no tóxico y se degrada 4 veces más rápido que el diesel de petróleo. Su contenido de oxígeno mejora el proceso de degradación.

Desventajas

Los problemas técnicos del biodiesel se relacionan con su alta viscosidad, menor poder calorífico, comportamiento deficiente a bajas temperaturas, ligero aumento en las emisiones de NOx, coquización del inyector, desgaste en el motor y mayor dilución en el lubricante del motor. Además su mayor problema es el alto costo y la disponibilidad de la materia prima. Algunos sectores han hecho cuestionamientos sociales y responsabilizan a este biocombustible el aumento en el precio de los alimentos y la deforestación de zonas selváticas

Mayor viscosidad

Debido a que el biodiesel tiene una viscosidad mayor que el diesel pueden existir problemas de pérdidas de flujo a través de los filtros e

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inyectores. Si el spray es alterado por el flujo de combustible se puede generar una coquización del inyector o dilución del lubricante

Desempeño mecánico

La potencia del motor disminuye porque el poder calorífico inferior del biodiesel es menor. El calor de combustión se reduce en aproximadamente 12% debido a la presencia de oxígeno dentro de la molécula, esto disminuye el par y la potencia en cerca de 10%, principalmente por la reducción en el calor de combustión. De igual manera esta disminución repercute en un mayor consumo de combustible para lograr el mismo desempeño utilizando combustible diesel.

Emisiones de NOx

El biodiesel puede aumentar o disminuir los óxidos de nitrógeno (NOX) dependiendo de la materia prima del biodiesel. Se encontró que a mayor grado de insaturación de las materias primas para biodiesel (por ejemplo, colza y soja) se producían mayores emisiones de NOx.

Comportamiento a bajas temperaturas

El biodiesel presenta problemas para funcionar a bajas temperaturas .Generalmente, los Puntos de Congelación (PC), Puntos de Nube, así como el Punto de Obstrucción por Filtros Fríos (POFF) son desde ligeramente superiores a muy superiores dependiendo del origen del éster (soja, girasol o palma). Los glicéridos saturados producen cristalizaciones a temperaturas relativamente bajas y aumentan el punto de nube y el POFF.

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Precio

El biodiesel es una alternativa tecnológica factible al diesel, pero actualmente el costo es 1.5-3 veces más costoso que el diesel en países desarrollados. La competitividad del biodiesel depende de las políticas que hagan los gobiernos, tales como subsidios y exención de impuestos, porque sin estas ayudas no es factible económicamente

Problemas de corrosión

Pueden aparecer algunos problemas debido a corrosión y partículas de desgaste en el tanque, que hay que tener en cuenta no sólo en lo que afecta al motor, sino también respecto a la instalación especialmente cuando se utiliza biodiesel puro . Algunos materiales se deterioran con el biodiesel: pinturas, plásticos, gomas, etc.

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CONCLUSIONES

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BIBLIOGRAFIA

1. Benjumea, P. N., Agudelo, J. R., & Corredor, L. (2003). Biodiesel de aceite de palma: una alternativa para el desarrollo del país y para la autosuficiencia energética nacional. Facultad de ingeniería, Universidad de Antioquia (28), 50-61.

2. Larosa, R. (2005). Situación actual del biodiesel. Ingeniería química , 37 (421), 97-104.

3. Zapata, C. D., Martinez, I. D., Arenas Castiblanco, E., & Henao Uribe, C. A. (2007). Producción de Biodiesel a partir de aceite crudo de palma: 1. Diseño y simulación de los procesos continuos. DYNA , 74 (151), 71-82.

4. Pashova, V. A., & López González, C. A. (2004). El biodiesel a partir de aceites vegetales: una fuente de nuevas bioindustrias. (J. Osorio Gòmez, Ed.) TECNOLOGICAS (13), 9-23.

5. Proceso para la producción de biodiesel {sede web}. (Consultado 24 de noviembre) Disponible en: http://www.zoetecnocampo.com/Documentos/biodie_lar/biodie_lar.htm

6. Biodiesel, una alternativa viable {sede web}.

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(Consultado 24 de noviembre). Disponible en: http://www.overde.com.ar/FRAMES/informes/biodiesel.htm

ANEXOS

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MATERIAL Y EQUIPO

Cantidad

Materiales

10 Tubos de ensayo

1 Gradilla

1 Probeta de 50 ml

1 Balanza granataria

1 Gotero de vidrio

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REACTIVOS

Reactivos Concentración

Ácido acético 1.5 ml

Ácido benzoico 0.5 g

Ácido esteárico 0.1 g

Ácido sulfúrico 2.5 ml

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Ácido salicílico 1.5 g

Metanol 2.0 ml

Bicarbonato de sodio al 5% 3.0 ml

Hidróxido de sodio al 10 % 3.0 ml

Anhídrido acético 2.0 ml

Ácido fórmico 0.5 ml

Ácido butírico 5 gotas

Solución saturada de ácido benzoico 2.0 ml

Bicarbonato de sodio 0.3 g

Solución de fenol al 10 % 1.0 ml