PROCESO DE APROVECHAMIENTO DE ACEITE DE COCINA USADO
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UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA SEDE PASTO PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL SEMILLERO DE INVESTIGACIÓN: ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS |
SOSTENIBLES/SUSTENTABLES
OBJETO DE ESTUDIO: PROCESO DE APROVECHAMIENTO DE ACEITE DE COCINA USADO
OBJETO DE TRABAJO: LABORATORIO DE FÍSICA
TEMA: OBTENCIÓN DE BIODIESEL COMO ALTERNATIVA ENERGÉTICA SOSTENIBLE
DEDICACIÓN: Permanente (4 horas/semana)
OBJETIVOS:
· Determinar las condiciones tecnológicas necesarias para la obtención de biodiesel a partir de cuatro litros de aceite de cocina usado.
· Determinar las condiciones iniciales del experimento que ocasiona mayor grado de conversión y mejor calidad del biodiesel entre todos los experimentos.
· Probar la acción del biodiesel en un motor de compresión de 5HP.
HABILIDADES REQUERIDAS O A DESARROLLAR:
· Habilidad para implementar en la presente práctica de laboratorio, conocimientos obtenidos de lecturas previas relacionadas con el procesamiento de biodiesel.
· Habilidad para identificar las condiciones iniciales que generaron mejor respuesta en el grado de conversión de aceite usado en biodiesel y mejor calidad del biocombustible.
PROBLEMÁTICA:
¿Cuáles son a nivel de laboratorio las condiciones iniciales que generan mejores resultados en conversión y calidad del biodiesel obtenido a partir de cuatro litros de aceite de cocina usado?
PROTOCOLO:
Cada repetición del experimento debe realizarse en completo estado de higiene tanto de los instrumentos, como de los materiales y espacio de trabajo. Los investigadores deberán vestir bata, zapato antideslizante, guantes de látex y cofia. Cada operación del experimento debe estar documentado en formato adjuntando una breve explicación textual del procedimiento realizado y de los resultados obtenidos.
· Pasar aceite usado por un colador y documentar el peso de los sólidos extraídos.
· Filtrar el aceite en papel filtro colocado en una bomba de vacío.
· Trasvasar 4 litros del aceite filtrado al reactor artesanal.
· Preparar alternamente metóxido y/o etóxido empleando 800ml de etanol o metanol y NaOH o KOH en las cantidades necesarias de acuerdo a la valoración alcalina (3,5gr/l +variable gr/l de exceso por la valoración).
· Realizar la medición de pH del metóxido o etóxido con un pH-meter digital (o con fenolftaleína como indicador en color magenta permanente durante 15s), determinar la cantidad adicional de catalizador correspondiente a la cantidad de solución al 0,1% (1000ml agua destilada y un gramo de catalizador) agregada a la dilusión de un gramo de aceite en 10 ml de alchol isopropílico hasta tener un pH de 8,5 cuando se da un color magenta empleando fenolftaleína).
· Documentar condiciones iniciales empleando uno u otro alcohol y uno u otro catalizador.
· Mezclar durante 15 minutos en el reactor artesanal.
· Trasvasar la mezcla a cuatro beaker de 1000ml.
· Esperar el tiempo de la decantación.
· Medir en cada beaker la cantidad de biodiesel que habrá quedado en la parte superior de la mezcla y la cantidad de glicerina en la parte inferior, mediante una escala lineal con el fin de convertir a ml.
· Extraer el biodiesel con la bomba de vacío.
· Mezclar con agua en 15% de contenido la proporción extraída de biodiesel y calentar a 65oC esperando que evapore el agua hasta regresar a menos de la cantidad inicial de la proporción de biodiesel.
· Filtrar a temperatura ambiente el biodiesel en un papel filtro colocado en la bomba de vacío previamente limpia y recibirlo en un beaker.
· Comparar el tiempo de duración y las condiciones perceptibles de las emisiones al ser empleado en un motor de compresión de 5HP, 10ml del biodiesel y 10ml de diesel comercial B7.
INSUMOS Y EQUIPOS NECESARIOS:
800 ml de alcohol etílico o metílico, 25 gramos de NaOH o KOH, 4 litros de aceite de cocina usado, 1mg de fenolftaleína o un peachímetro, un termómetro, una estufa de laboratorio con termostato, una bomba de vacío, un reactor artesanal de 4,2 litros, un agitador de laboratorio, una escala, 4 beaker de 1000ml, dos coladores, papel filtro; 10 ml de alcohol isopropílico y un litro de agua destilada para valoración básica requerida antes de la transesterificación.
INTERROGANTES:
El semillero de investigación expondrá y explicará sus respuestas a los siguientes interrogantes.
· ¿Por qué se deben eliminar sólidos del aceite? ¿Qué cantidad de sólidos quedan al ser tamizado en el colador?
· ¿Qué características organolépticas perceptibles tiene el aceite filtrado? ¿Cuál es su pH? ¿Qué dificultades tiene la operación de filtrado de aceite usado?
· ¿Por qué debe cuantificarse la cantidad exacta a procesar?
· ¿Qué dificultad presenta la preparación del metóxido o etóxido? ¿Cómo se determina la cantidad exacta de catalizador a emplear?
· ¿Qué condiciones iniciales ha empleado su equipo de trabajo?
· ¿Qué dificultades presentaría la operación de mezcla y el proceso de transesterificación para ser escalado a nivel prototipo o a nivel industrial?
· ¿Qué duración de tiempo tiene la decantación?
· Qué proporciones de biodiesel-glicerina y qué cantidades han quedado?
· ¿Cómo puede mejorarse la extracción del biodiesel del beaker? Cómo debería hacerse esta operación en una industria a escala?
· ¿Para qué sirve el lavado y filtrado del biodiesel obtenido? ¿Cómo comparar el biodiesel antes y después de estas dos operaciones?
· ¿Qué combustible propició mayor duración y mejor funcionamiento perceptible del motor de compresión de 5HP: biodiesel B100 o diesel comercial B7?
· ¿Qué diferencias pueden observarse en las emisiones de los dos combustibles empleados en el motor de compresión?
· ¿Qué condiciones comerciales, financieras, tecnológicas y ambientales deben tenerse en cuenta para implementar y desarrollar empresas para la explotación energética del aceite usado de cocina en el Municipio de Pasto?
CONCLUSIONES
Debe llegarse a determinar unas condiciones estándar para el procesamiento a nivel de laboratorio de 4 litros de aceite de cocina usado y unas condiciones propuestas para el escalamiento a nivel prototipo de 200 a 800 litros y a nivel de planta industrial de más de 5000 litros/día.
APOYO BIBLIOGRÁFICO
1. Benjumea, P.; Agudelo, J.; Ríos, L. (2009). Biodiesel producción, calidad y caracterización. Editorial Universidad de Antioquia. Primera edición. ISBN 978-958-714-347-8. Medellín Colombia. Ver en:
2. Méndez, Ezequiel. (2014). Biodiesel a partir de aceite vegetal usado. Ver en:
3. Castro, P.; Coello, J.; Castillo, L. (2007). Opciones para la producción y uso del biodiesel en el Perú. Editorial Soluciones prácticas. Primera edición. ISBN 978-9972-47-139-0. pp43. Lima Perú. Ver en:
4. Journey to forever. (2015). Ver en:
https://es.journeytoforever.org/biocombustibles/como-hacer-biodiesel.cgi
https://es.journeytoforever.org/biocombustibles/como-hacer-biodiesel-2.cgi#cuanta-lejia
INTEGRANTES SEMILLERO:
Carlos Rodríguez S. (Ex-alumno). carlos5sanz@hotmail.com
Jairo Castrillón Q. (Ex-alumno). jairoalejandro_26@hotmail.com
Ana Lucía Bravo N. (Estudiante). anabo214@gmail.com
Leidy Benavides V. (Estudiante). carolinabvallejo@hotmail.com
Vanessa Benavides M. (Estudiante). vanessa.benavides94@hotmail.com
Jeisson Mosquera V. (Estudiante). jeisson.mosquerav@campusucc.edu.co
Catherine Guzmán C. (Estudiante). catherine.guzmanc@campusucc.edu.co
RESPONSABLE:
Ingeniero CARLOS RAMÍREZ VELASCO. Carlos.ramirez@campusucc.edu.co
Última actualización: Marzo 2015