Reciclado de Aceites Vegetales Usados De la cocina al motor

Transcripción

1 Serie de Extensión Nº 75 ISSN Los aceites vegetales usados (AVU), mayormente residuos de frituras, resultan en un recurso para producir biodiesel, glicerol y jabón líquido. A partir de la inquietud de algunos productores familiares de la zona y de los aportes de la gente que participa del Proyecto Biocolón, se realizaron experiencias en la Agencia de Extensión con el fin de adaptar un sistema para el reciclado de los AVU. Estas experiencias derivaron en una planta piloto de reciclado de aceites a partir de la cual se obtiene como producto principal Biodiesel. El mismo es usado como B100 en el tractor de la granja demostrativa del Prohuerta sin inconvenientes hasta el momento. El uso de esta tecnología de bajo costo resulta no solo beneficioso para la salud ambiental, sino que procura mejorar la rentabilidad de las pequeñas producciones familiares disminuyendo el gasto en combustibles. Reciclado de Aceites Vegetales Usados De la cocina al motor Juan Sebastián Chiappella Lic. en Salud Ambiental Agencia de Extensión Rural Concepción del Uruguay EEA Concepción del Uruguay Ediciones AER Concepción del Uruguay EEA Concepción del Uruguay Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria 1

2 Planta piloto de reciclado de aceites vegetales usados (AVU) De que se trata El aceite vegetal es un producto cuya materia prima se genera en la actividad agrícola, que luego de los procesos de elaboración, distribución y venta llega a los hogares para ser utilizado en la cocina, principalmente en frituras. El aceite luego de usado resulta en un residuo que aunque biodegradable, presenta dificultades para su disposición final, generalmente termina siendo el suelo y el agua a través de las redes cloacales domiciliarias. Cuando es vertido al sistema cloacal los aceites se adhieren a las paredes de las cañerías contribuyendo a la disminución de sus diámetros con la consecuente perdida de rendimiento del sistema. Si el receptor final es un pozo absorbente, el aceite facilita la impermeabilización del mismo, es decir se tapan los poros y deja de funcionar; si el receptor final fuera un curso de agua como un arroyo o un río el residuo aportará una mayor carga orgánica, entonces el proceso de autodepuración consumirá mayor cantidad del oxigeno disponible en el agua, el mismo oxigeno que utilizan lo peces que allí viven. El impacto final que genere el residuo, en este caso aceite vegetal, resultará de la cantidad del mismo y de la capacidad del medio receptor para depurarlo. Con la finalidad de contribuir a disminuir ese impacto, se propone la puesta a prueba de una tecnología de bajo coste para reciclar el aceite vegetal usado, cuyos nuevos productos serán biodiesel, glicerol y jabón líquido. El Biodiesel es un biocombustible que puede ser usado en los motores diesel sin mayores cambios (mangueras de goma por mangueras de teflón, y cambiar los mecanismos de bronce de algunas viejas bombas inyectoras por acero u otro material que no sea afectado por lo corrosivo del biodiesel) Construcción de la planta experimental Los elementos se ensamblan como se indica en la fotografía. Se acoplan los caños de conducción de líquido a la bomba y al tanque reactor, con su respectivo desagote (canilla), y la llave de paso. Se instalan las resistencias en el reactor, completando la instalación eléctrica con las llaves térmicas montadas al tablero de mando, donde también esta la llave de mando de la bomba de agitación Materiales para la construcción de la Planta Ítem Cantidad Tanque de 40 lts de Acero con tapa 1 Bomba centrífuga 40 lts/min 1 Caño K 10 PEBD m Caño K 10 PEBD m Codo PEBD 1 1 Enchufe rosca 1 PEBD 1 Bajada Tanque 1 1 Te 2x2x2 PP 1 Buje reducción MH 2x1 1 Niple 1 x 6cm 1 Buje entre rosca 1 1 Unión doble 1 1 Curva 90 1 Bajada de Tanque 1 1 Abrazaderas para los caños K10 6 Llave de paso 1 1 Canilla 1 1 Resistencia para calefón(tipo tachito) 2 Enchufe p/resistencia 2 Cable 4 mm 1,5 m Cable 1.5 mm bipolar enfundado 0.5 m Caja p/llaves térmicas 3 ó 1 Llave térmica 15 A 1 Llave térmica 25 A 2 Enchufe M-H(macho-hembra) 1 Complementarios Compresor de aire 1 Termómetro 250 C EPP (anteojos, guantes y mascara p/vapores) -PEBD- Polietileno de Baja Densidad (Caño negro) -PP- Polipropileno (Cañería Sanitaria tipo Hidro 3) 2

3 Insumos Tanque reactor Llave de paso Canilla para desagote Aceite vegetal usado o nuevo Alcohol metílico (metanol) grado industrial Soda cáustica Energía eléctrica Como se hace? Preparación de la solución reactiva (Metoxido) para 30 lts de aceite 6 lts de Metanol grado industrial 200 gramos de Soda Cáustica comercial Caños de recirculación de mezcla Tablero eléctrico y resistencias Bomba de agitación Pie soporte de acero En un bidón de plástico incorporar los 6 litros de metanol y agregarle la soda cáustica. Agitar hasta que la soda cáustica quede prácticamente disuelta. Esta preparación se puede hacer mientras se esta calentando el aceite. Para tener una buena calidad de biodiesel es conveniente que el aceite que utilicemos se encuentre lo mas limpio posible. Para ello podemos dejar decantar unos días el aceite recolectado y luego filtrarlo con malla mosquitera, y si fuera posible con algún filtro de papel. Proceso 1- filtrado del aceite 2- incorporar el aceite filtrado al tanque reactor 3- llevar a 140 C mediante el encendido de las resistencias (aproximadamente 5 kw de consumo) 4- dejar enfriar hasta C y agregar el Metoxido 5- agitar mediante el encendido de la bomba durante 60 minutos (controlar que la temperatura se mantenga entre 50 y 55 ºC encendiendo una de las resistencias) 6- vaciar el tanque y llevar el contenido a un tanque decantador durante 24 Hs (acá podemos hacer varias tandas seguidas en el reactor para poder usar todo el volumen del decantador que puede ser un tacho de 200 litros) 7- separar las distintas fases decantadas, glicerol y biodiesel (primero sale el glicerol que es un liquido mas espeso y oscuro que el aceite) 8- llevar el biodiesel al tanque de lavado(que es otro tacho de 200 litros con un sistema de aireación) 9- realizar lavados sucesivos hasta tener que el agua decantada se vea limpia (en general con tres lavados alcanza). En la separación va a salir por la canilla primero el agua, depués el jabón y finalmente después el biodiesel. Esto depende de la calidad de la reacción de transesterificacion entre otras cosas. 10- almacenar o utilizar el biodiesel obtenido El tanque Decantador y el tanque de Lavado El lavado sirve para extraer las grasas emulsionadas que aun quedaron presentes en el aceite. Estas grasas generan carbón en las cámaras de combustión de los motores y en los inyectores. Además, en este proceso se 3

4 corrige la acidez del biodiesel, llevando su ph hasta la neutralidad la mayoría de las veces. Materiales para Decantador y Lavador Ítem Cantidad Tanque 200 lts 2 Canilla ½ 2 Te PP 3/4x1/2x3/4 2 Niple PP ¾ x 5 cm 1 Enchufe-rosca 3/8 x ½ (para indicadores de 2 nivel y difusor de aire) Acople rápido para compresor + llave de paso 1 Niple con rosca doble tipo entrada de tanque 2 Bujes de teflón 10 Manguera transparente 3/8 (indicadores de 2.0 m nivel y difusores de aire) Abrazaderas y remaches para indicadores de 3 nivel Para realizar el mismo se debe tener en cuenta que en el tanque de lavado debe entrar el biodiesel a lavar mas la mitad de esa cantidad de agua. Es decir, si tenemos un tanque de 200 litros pondremos unos 120 de producto y unos 60 de agua por ejemplo. Luego se inyecta aire mediante el uso de un compresor u otro sistema durante unos 15 minutos y se deja decantar durante 30 minutos. Se separa el agua jabonosa, el jabón liquido, y se repite el proceso hasta obtener agua limpia y biodiesel. Tanque de Lavado Indicadores de nivel Tanque Decantador Higiene, seguridad y medio ambiente El metanol es una sustancia altamente toxica e inflamable, por lo que es importante utilizar las mediadas de seguridad adecuadas. Utilizar una mascara para vapores orgánicos, anteojos de protección, guantes de látex adecuados, y delantal de seguridad. Realizar los trasvases y ubicar el reactor en lugares bien ventilados, alejado de otras fuentes de calor. Tener máximo cuidado al momento de incorporar el Metoxido al aceite caliente, ya que parte del metanol se evapora. Guardar el metanol en un lugar seguro y en un envase con la identificación adecuada (mejor si tiene la etiqueta de seguridad para sustancias peligrosas según Naciones Unidas) Los otros productos generados en el proceso (glicerol, jabón líquido y agua jabonosa) pueden ser vertidos en un mismo bidón plástico, para luego separarlos. A estos se les puede dar diferentes usos, como por ejemplo el glicerol como hormiguicida, y el jabón liquido para lavarse las manos. Usando todo, ya no queda ningún residuo. La Soda Cáustica (Hidróxido de Sodio) es una sustancia corrosiva, por lo que debe almacenarse en un lugar fresco y seco, utilizando los elementos de protección personal para el manipuleo del mismo. Durante el proceso de hay que tener en cuenta que se trabaja con sustancias a mas de 60 º C, con lo cual nos estamos exponiendo a riesgo de quemadura. Es importante utilizar el delantal de seguridad, pero sobre todo estar atentos al manejo de la situación. Aceite vegetal Biodiesel sin lavar Biodiesel Conexión para el compresor Canillas Consideraciones Ambientales del uso de B100 En la tabla siguiente puede verse el porcentaje de reducción de las emisiones de gases y partículas de motores diesel que utilizan B100 (100 % Biodiesel) comparadas con las emisiones resultantes del uso de Gas Oil. 4

5 A diferencia del Biodiesel obtenido a partir de aceites vegetales nuevos, en este caso el Biodiesel proviene de un residuo. Por lo tanto, estos porcentajes de reducción pueden considerarse como reducciones netas, ya que no se tiene en cuenta el balance de emisiones del ciclo productivo completo del aceite vegetal. Reciclado de Aceites Vegetales Usados De la cocina al motor Tabla de emisiones del B100 respecto del Gas Oil % Hidrocarburos Totales sin quemar -93 Monóxido de Carbono -30 Partículas en suspensión -30 Sulfatos -100 Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos -80 Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos Nitrogenados -90 Potencial de destrucción de la Capa de Ozono -50 Óxidos de Nitrógeno +13 Con estas condiciones, si se utiliza este combustible en reemplazo de Gas Oil se evita la emisión de 3,11 toneladas de CO2 a la atmósfera por cada 1200 litros de B100. Esto que equivale aproximadamente plantar 15 árboles que tengan una vida mínima de 15 años. Podemos considerar que el uso de B100 a partir de AVU resulta en una opción económicamente viable y ambientalmente sustentable, reduciendo el impacto de las emisiones gaseosas que producen efecto invernadero y lluvia ácida. La implementación de esta tecnología de bajo costo permite a las pequeñas granjas y explotaciones agropecuarias contar con un combustible barato para realizar las labores del establecimiento, diminuyendo los costos productivos de las microempresas familiares. Fuentes Consultadas Proyecto Biocolón. Ing. Agr. Fernando Raffo. Colon, Entre Ríos Juan Sebastián Chiappella Lic. en Salud Ambiental Agradecimientos: Sr. Pablo Figueredo. Productor Granja El Pacaá Ing. Fernando Raffo. Responsable Biocolón Concepción del Uruguay, agosto de