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La transformación de los aceites vegetales en biogasóleo por medio de la transesterificación de los mismos, comprende dos etapas principalmente. La primera es la reacción de transesterificación y la segunda de separación y purificación de los ésteres obtenidos, que son el biogasóleo. La reacción de transesterificación de los aceites vegetales da como resultado ésteres más glicerina (trialcohol). Los ésteres puros representan el biogasóleo, por esta razón restos de glicerina, glicéridos (mono, di y triglicéridos) y otras sustancias como restos de catalizador, se consideran impurezas que se deben retirar a través de la purificación. Por otra parte se debe tener en cuenta que la glicerina tiene un alto valor añadido en el mercado por su utilidad en industrias como la cosmética y farmacéutica. Durante la reacción de transesterifiación se presentan reacciones secundarias que dan lugar a productos indeseables o que contaminan los ésteres metílicos o biodiésel. Las reacciones secundarias que tiene lugar son principalmente las de formación de jabones, ya sea provenientes de la reacción saponificación de los aceites y/o grasas o de la neutralización de los ácidos grasos libres. La formación de jabones trae como consecuencias negativas, la disminución de la conversión y del rendimiento, la necesidad de etapas posteriores de purificación de los ésteres metílicos y el aumento de la posibilidad de que se presenten emulsiones en las etapas de purificación. ETAPA DE PURIFICACIÓN 02 | Yolanda Briceño | Obtención de biodiésel | 27 Un criterio esencial para calificar un proceso de transesterificación es la calidad del biogasóleo obtenido. En la fabricación de los metíl ésteres una etapa fundamental es la de separación, tras la reacción, del producto principal del resto de subproductos que se encuentran en el medio, especialmente, de la glicerina y el metanol residual. El proceso actual de transesterificación es seguido por la separación de la glicerina, la cual es insoluble en los metíl ésteres. Del metíl éster se debe remover el exceso de metanol, los residuos de catalizador y el jabón que ha sido generado como subproducto, así como los ácidos grasos libres que no han sido esterificados. En el proceso convencional esto se hace usualmente con agua, y luego el metíl éster limpio puede ser destilado o usado directamente. La presencia de glicerina se considera también un contaminante para el biogasóleo, dado que posee un poder calorífico muy bajo, produce autoinflamación, con las altas temperaturas polimeriza creando polialcoholes, y también se puede craquear formando acroleína. La presencia de glicerina, incluso en pequeñas cantidades, contribuye a dificultar el filtrado en frío del biocombustible, de tal forma que, de no conseguirse ésteres metílicos de la adecuada pureza, pueden ocurrir problemas importantes para su paso por los elementos filtrantes del motor y, en general, de los sistemas de distribución y almacenaje. Por estas razones, es muy importante asegurar su total retirada del biocombustible. El proceso de limpieza de la fase glicerina para su posterior venta es mucho más complejo. Después de la separación de las sales y jabones, la glicerina cruda puede ser sometida a una destilación a vacío para retirar el metanol y el agua existentes y obtener finalmente glicerina pura. Por otra parte, la glicerina es ampliamente utilizada en cosmética, farmacia, explosivos, tabacos, alimentación, etc., con lo cual tiene un alto valor comercial que puede contribuir a rentabilizar la obtención de biogasóleo a partir de aceites vegetales. Aún cuando existen complicados y muy exigentes procesos de homologación de la glicerina, éstos no deberían constituir ningún obstáculo con las avanzadas tecnologías disponibles hoy en día para su purificación.
28 | Biodiésel y Cooperación para el Desarrollo En relación con la presencia del metanol como contaminante de los metíl ésteres, hay que indicar que ocasiona un incremento de la volatilidad, lo que a su vez se manifiesta como un aumento en la peligrosidad del manejo de los mismos. Además es importante recuperar el metanol remanente para reutilizarlo en el proceso de transesterificación en procesos sucesivos. SUBPRODUCTOS Y APLICACIONES La glicerina o glicerol (Propanotriol) es un subproducto de la elaboración del biodiésel. En si estado puro es un líquido incoloro, inodoro, viscoso y no tóxico, con un sabor muy dulce y tiene, diversos usos. La glicerina procedente del proceso de transesterificación de aceites vegetales usados es normalmente de color marrón oscuro debido a que contiene la mayor parte de sustancias que no son transesterificables y que están presente en la materia prima de partida tales como pigmentos, materia orgánica (restos de comida), etc., ácidos grasos libres, mono, di y triglicéridos y restos de catalizador, alcohol y agua. La recuperación de la glicerina en el proceso de transesterificación es importante, debido a sus varios usos industriales (Detergentes, Química fina, Tabaco, Materiales plásticos, Productos farmacéuticos, Cosmética, Explosivos, Alimentación) y a la repercusión económica que ocasionaría su venta. La glicerina se obtiene en el proceso de transesterificación y es separada fácilmente del éster mediante decantación, requiriéndose antes de su utilización un proceso de purificación para conseguir la calidad adecuada a su futura aplicación. El otro subproducto que se obtiene dentro del proceso de producción de biodiésel son las sales que dependiendo del proceso pueden ser: sulfatos, fosfatos o cloruros, de sodio o de potasio. Éstas sales se utilizan como abono. TECNOLOGÍAS PARA OBTENER BIODIÉSEL Actualmente existen diversas tecnologías desarrolladas principalmente para la transesterificación de aceites vegetales limpios en medio básico. En la siguiente tabla se muestran las principales tecnologías que existen en el mercado. En el año de 1985 en Silberberg (Austria), se construyó la primera planta piloto productora de RME. Hoy en día países como Alemania, Austria, Canadá, Estados Unidos, Francia, Italia, Malasia y Suecia son pioneros en la producción, ensayo y uso de biodiésel en automóviles. En su producción se destacan instituciones como: BDP (Bioenergy Development Program of Canadá), PORIM (Palm Oil Research Institute of Malasia), COPERATIVE ASPERHOFEN - Austria y CENPES/DIPROD del Brasil. Existen otros proveedores de tecnología tales como Axens, Ballestra, Biodiesel Industries, Cimbria- Sket/Bratney, EKOIL, Energea, etc. Si la materia prima de partida es aceite vegetal usado, hay necesidad de realizar un pretratamiento antes de iniciar el proceso de transesterificación.
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