BIODIESEL: POSIBILIDADES EN CANARIAS

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Ramona Páez Sánchez
hace 8 años
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1 JORNADAS: APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LA BIOMASA: BIOCOMBUSTIBLES Y BIOGÁS BIODIESEL: POSIBILIDADES EN CANARIAS 19 de septiembre de 2013 Andrea Brito Alayón Catedrática de Ingeniería Química Universidad de La Laguna

CANARIAS 19 de septiembre de 2013 Andrea Brito Alayón

2 Definición BIODIESEL Biodiesel es un conjunto de combustibles oxigenados basados en ésteres de fuentes biológicas renovables (aceites vegetales, animales, aceites reciclados y grasas usadas.)

3 BIODIESEL especificaciones Parámetro Valor Parámetro Valor Densidad (kg/m3) Viscosimetro/densímetro Viscosidad (mm2/s) cinemática 3-5 Viscosímetro Punto de Inflamación 120ºC Equipo de inflamabilidad Pensky-Martens CFPP Depende del País Analizador Herzog HCP Azufre < 10 ppm Espectrometria de fluorescencia de Rayos X Residuo Carbonoso <0,30% Test de microresiduos de carbono Agua y sedimentos ASTM D 2709 Test Karl Fischer Estabilidad a la oxidación Destilación 90% Agua Contaminación total > 6 h Rancimat 743 ASTM D86 Equipo de destilación < 500 mg/kg Test Karl Fischer < 24 mg/kg Filtro de membrana Corrosión al cobre Clase 1 Aparato de corrosión al Cobre Norma UNE-EN1421 Grado de acidez < 0,5 mgkoh/g Volumetría Metanol < 0,2 % Cromatografía de gases Mono-Di-Triglicéridos Mono < 0,8% Di < 0,2% Tri < 0,2% Cromatografía de gases Glicerina libre y total Libre < 0,02% total < 0,25% Cromatografía de gases Contenido en éster < 96,5 % Cromatografía de gases, HPLC Éster metílico del ácido linoleico Ésteres poliinsaturados metílicos < 12% Cromatografía de gases, HPLC < 1% Cromatografía de gases, HPLC Índice de yodo < 120 Cromatografía de gases, HPLC o Volumetría Fósforo < 10 ppm Espectrómetro Sodio + potasio < 5 mg/kg Espectrometro/adsorción atómica Número de cetano >51 Puntos de destilado. Equipo ISL AD86 5G Cenizas sulfatadas 0,02 m/m Horno y báscula Definición

sedimentos ASTM D 2709 Test Karl Fischer Estabilidad a la oxidación Destilación 90% Agua Contaminación total > 6 h Rancimat 743 ASTM D86 Equipo de destilación < 500 mg/kg Test Karl Fischer < 24 mg/kg

4 Definición BIODIESEL Biodiesel es un conjunto de combustibles oxigenados basados en ésteres de fuentes biológicas renovables (aceites vegetales, animales, aceites reciclados y grasas usadas.)

5 Aprovechamiento del aceite como Biocombustible Aceites limpios Aceites fritos Viscosidad alta Viscosidad mas alta Baja volatilidad Objetivo disminuir la viscosidad Posibles Tratamientos Microemulsión Pirólisis Transesterificación Dilución Dispersión de un líquido en otro Aceite + Alcohol Aplicación de calor en ausencia de Oxígeno Sustitución del alcohol del triglicérido por otro mas sencillo Aceites limpios + gasolinas + etanol * Disminuye la viscosidad * Poder calorífico bajo *Disminuye la viscosidad pero todavia es muy alta Metanol Ésteres Metílico BIODIESEL

Alcohol Aplicación de calor en ausencia de Oxígeno Sustitución del alcohol del triglicérido por otro mas sencillo Aceites limpios + gasolinas

6 Aprovechamiento del aceite como Biodiesel Reacción de transesterificación de los triglicéridos del aceite con un alcohol de cadena corta en presencia de un catalizador, da lugar a esteres del alcohol BIODIESEL Catalizador 1 mol aceite + 3 moles de alcohol 1 mol glicerina + 3 moles de metilestéres Componentesmásimportantesde las grasas vegetales (valores mas frecuentes) Glíceridos 95-98% Ácidos grasos libres 0,1-3% Fosfátidos 0,1-3% Insaponificables 0,2-2%

aceite + 3 moles de alcohol 1 mol glicerina + 3 moles de metilestéres Componentesmásimportantesde las grasas

7 Fuentes de Aceites Vegetales alimenticios ACEITES Y GRASAS Fruto Semillas Aceituna Palma coco Girasol Colza Soja Algodón Cacahuete Cacao Palma Maiz Arroz Vegetales no alimenticios Animales Grasas plásticas preparadas Grasas Extendibles Microalgas Semillas Pellas Tocinos Natural Lino Ricino Jatropha Sebos Aceites Hidrogenadas Grasas transesterificadas Mantequilla Margarina

Animales Grasas plásticas preparadas Grasas Extendibles Microalgas Semillas Pellas Tocinos

8 Fuentes de Aceites Contenido en aceite de las semillas y producción Rendimiento oleico de determinados cultivos Cultivo %peso de aceite litros aceite/ha Palma Jatropha Ricino Colza Girasol Soja Cáñamo Maíz Microalgas (contenido Bajo) Microalgas (contenido medio) Microalgas (contenido alto) Fuentes: Australian Renewable Fuel Association; Mata et al., 2010

190 Girasol 40 952 Soja 18 446 Cáñamo 33 363 Maíz 44 172 Microalgas (contenido Bajo) 30 58.

9 Girasol Soja Extracción de aceite y producción de biodiesel Tártago Jatropha Micro Algas

10 Obtención de BIODIESEL Extracción de aceite Extracción Mecánica Semillas Peladas Molidas Microalgas Extracción por disolvente Extracción acuosa Extracción supercrítica Microonda Aceite

11 Procesos de obtención de BIODIESEL Aceite + Alcohol Biodiesel + Glicerina Transesterificación Obtención de BIODIESEL microonda Ultrasonido Catalítica No catalítico con alcohol supercrítico Homogénea Heterogénea Enzimática Básica: (KOH, NaOH) * Temperaturas bajas * Necesita etapa previa de esterificación. Ácida: (H 2 SO 4 ) * Cataliza ambas reacciones * Temperatura mas elevadas Reactores de lecho fijo, fluidizado. Catalizadores solidos: * Zeolitas, HZM-5, Mordenitas CaO, K/TiO 2 Lipasas

NaOH) * Temperaturas bajas * Necesita etapa previa de esterificación.

12 Esquema general: Catálisis Homogénea Separación Obtención de BIODIESEL Variables del proceso: Acidez y humedad Concentración del catalizador Relación molar de alcohol/aceite Tiempo y temperatura de reacción velocidad de agitación Alcohol Agua Agua R-OH + Agua Catalizador R-OH +producto Lavado Separación BIODIESEL Aceite Reactor Separación R-OH + Agua Ácidos grasos Glicerina Acondicionamiento Purificación Sales Glicerina

velocidad de agitación Alcohol Agua Agua R-OH + Agua Catalizador R-OH +producto Lavado Separación

13 Obtención de Biodiesel Problemas de la catálisis homogénea: Proceso en discontinuo Posible formación de jabones Eliminación del agua Catálisis Heterogénea : Proceso en continuo Dificulltades Elimina la formación de jabones Eliminación el problema del agua Temperaturas altas Problemas de mezcla a T bajas Investigación en materiales

en continuo Dificulltades Elimina la formación de jabones Eliminación el problema

14 Producción de Biodiesel Producción de Biodiesel en los últimos años Reducción de la producción en España > 30% en % del mercado español para Argentina e Indonesia Soluciones Nueva normativa de especificaciones Medidas en cada País Biodiesel más barato que el aceite sistema de tasas diferenciales a la exportación (TDE) mediante las que gravan en menor medida el biodiésel que las materias primas utilizadas para su fabricación

especificaciones Medidas en cada País Biodiesel más barato que el aceite sistema de tasas diferenciales a la

15 Posibilidades en Canarias Girasol Compiten con la cadena alimentaria Producen residuos Soja Jatropha Condiciones idóneas para el cultivo Lucha contra la desertificación Posibilidades de reutilización de recursos hídricos Control sobre todo el proceso Solo experiencias pilotos con buenos resultados Buenas Expectativas

desertificación Posibilidades de reutilización de recursos hídricos Control

16 Posibilidades en Canarias Micro Algas Condiciones idóneas para el cultivo Pueden ser cultivadas todo el año Co-productos de alto valor añadido Captura del CO 2 Control sobre todo el proceso Disponible gran cantidad de invernaderos en las Islas Buenas posibilidades Tártago Necesita Buena selección de especies Finalizar las pruebas tecnológicas Asesoramiento a los que disponen del terreno/instalaciones Alto contenido en aceite 43% Alta producción l/ha Crece en estado salvaje en diversos suelos de las islas. Condiciones idóneas para el cultivo Necesidad de estudio del cultivo

selección de especies Finalizar las pruebas tecnológicas Asesoramiento a los que disponen del terreno/instalaciones Alto contenido en aceite 43%

17 Posibilidades en Canarias Aceite Frito Necesita un proceso de filtrado y desgomado. Acidez y viscosidad mas altas Mayor concentración en agua Sus propiedades implican una reacción en dos etapas. Tecnología bien desarollada Necesita un buen sistema de recogida Estudio económico

Acidez y viscosidad mas altas Mayor concentración en agua Sus

Posibilidades en Canarias Cuantificación del residuo: 35.000 30.000 Tn/año Reisduo 25.000 20.000 15.000 10.

18 Posibilidades en Canarias Cuantificación del residuo: Tn/año Reisduo Aceite a tratar en Canarias tn/año Aceite a tratar en G. Canaria tn/año Aceite a tratar en Tenerife tn/año Año Residuo de aceite de fritura en Canarias Lanzarote Fuerteventura Gran Canaria Tenerife Gomera La Palma Hierro 1% 0% JUSTIFICA UNA PLANTA DE BIODIESEL 4% 8% 6% INCLUSO EN LAS ISLAS MAYORES 42% 39% Residuo de aceite de fritura en Canarias

19 MUCHAS GRACIAS

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