Purificacion de biodiesel utilizando tecnologias innovadoras de separacion

Abstract

La reacción de transesterificación es la forma tradicional para la obtención industrial debiodiesel. Esta reacción utiliza aceites vegetales, un alcohol de cadena corta, típicamentemetanol, y es catalizada por medio de una base fuerte comúnmente hidróxido de sodio. Losproductos principales de la reacción son biodiesel y glicerol. El proceso de purificaciónconvencional (decantación, lavado y secado) tiene desventajas tales como los altos costos La etapa de lavado implica la generación de aguas residuales que deben ser tratadas antesde su descarga, aumentando los costos de producción. El presente estudio tiene comoobjetivo analizar alternativas tecnológicas sustentables como la destilación molecular y laseparación con membranas para la purificación de biodiesel, las cuales generan un bajoimpacto ambiental con una mínima producción de efluentes y sin el agregado de sustanciasquímicas. Con este fin se desarrollan tres alternativas al proceso convencional depurificación de biodiesel:? Purificación de biodiesel libre de etanol mediante dos etapas de destilaciónmolecular. En la primera se separa el componente más liviano, glicerol libre, y en lasegunda se separan los componentes más pesados, mono, di y triglicéridos. El biodieselempleado en las experiencias se obtuvo en el laboratorio por medio de latransesterificación alcalina de aceite de soja semirrefinado y etanol catalizado conhidróxido de sodio. Las experiencias se realizaron en un destilador molecular de películadescendiente agitada KDL4 de UIC GmbH (Alemania). Se estudió el efecto de latemperatura de evaporación y la velocidad de agitación en las masas y concentraciones deglicerol libre, mono, di y triglicéridos en las corrientes de residuo y destilado ? Purificación de biodiesel crudo mediante el uso de membranas poliméricas de UFresistentes a disolventes y álcalis. Se usaron dos membranas poliméricas preparadas apartir de polifluoruro de vinilideno y polisulfona como materiales principales. Lasmembranas sintetizadas se utilizaron para reducir el contenido de glicerol. Las mismasfueron caracterizadas mediante mediciones de permeabilidad de agua y etanol, corte depeso molecular, ángulo de contacto y micrografías SEM. Todas las experiencias depermeación de biodiesel se llevaron a cabo en una celda de extremo cerrado con agitaciónmagnética bajo distintas condiciones operacionales. La permeoselectividad de lasmembranas se evaluó mediante determinación de flujo y rechazo ? Purificación de mezclas sintéticas que simulan los productos finales de la reacciónpara la producción de biodiesel mediante tecnologías de membranas. Se utilizó unamembrana compuesta de ultrafiltración de polifluoruro de vinilideno y carbón sulfonado Los ensayos de permeación se llevaron a cabo en una celda de extremo cerrado. Se realizóla caracterización de la membrana mediante micrografías SEM, desplazamiento líquido-liquido, FTIR, permeabilidad de etanol. Se analizó la influencia de dos variablesoperacionales en las experiencias de permeación de las mezclas. El rendimiento de lamembrana se evaluó mediante el flujo y la composición de la alimentación y lospermeados Además se adecuó un programa que implementa computacionalmente el modeladofenomenológico de la destilación molecular para su uso en la simulación de la primeraetapa de destilación molecular de biodiesel. Se realizó un análisis de los perfiles, tantoaxiales como radiales, de temperatura, concentración, espesor de película y velocidad. Serealizó una comparación de los datos experimentales con la simulación a fin de validar elmodelo Los resultados de este trabajo de investigación indican que las tecnologías de destilaciónmolecular y membranas son prometedoras para la purificación de biodisel.