Biodiesel ITESM: investigación y aplicaciones

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Gerardo Lara Valverde
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1 Biodiesel ITESM: investigación y aplicaciones Taller Práctico sobre Bioenergía 3 de agosto de 2006, Monterrey N.L México 1 Un hombre con visión El uso de los aceites vegetales como combustible para motores puede ser insignificante hoy. Pero estos aceites podrían podrían ser, eventualmente tan importantes como el petróleo o los productos derivados del carbón mineral en la actualidad" Rudolph Diesel, 1900 Taller Práctico sobre Bioenergía 3 de agosto de 2006, Monterrey N.L México 2

hoy. Pero estos aceites podrían podrían ser, eventualmente tan importantes como el petróleo o los productos derivados

2 Biodiesel Algunos de los inconvenientes del aceite vegetal y anímal, como la alta viscosidad y la solidificación a altas temperaturas, pueden ser resueltos con la transesterificación o la producción de biodiesel. 3 Ventajas del biodiesel El biodiesel tiene un contenido despreciable de azufre por lo cual las emisiones de SO2 son prácticamente áti t nulas Las emisiones de todos los contaminantes principales (con la excepción de los NOx) son netamente más bajas; reducciones de hasta un 70% en los hidrocarburos no quemados, de 50% en el monóxido de carbono y de 30 a 50% en la materia particulada han sido reportadas en la literatura. El biodiesel es biodegradable por naturaleza (aunque los aditivos pueden reducir su biodegradabilidad); a diferencia del petrodiesel una avería en la cadena productiva no conduce a efectos desastrosos en el medio ambiente 4

3 Ventajas del biodiesel El biodiesel tiene un contenido despreciable de azufre por lo cual las emisiones de SO2 son prácticamente áti t nulas Las emisiones de todos los contaminantes principales

3 Características del biodiesel Propiedad idd Uidd Unidad Diesel Biodiesel (PME) Norma europea 590 DIN V Propiedades estándar Densidad (15 C) kg/m Viscosidad (40 C) mm2/s Punto de ignición C >55 >110 Contenido de azufre %(peso) <0.20 <0.01 # de cetano >49 >49 Propiedades adicionales contenido de oxígeno %(peso) poder calorífico MJ/dm grado de eficiencia % Actividades Planta piloto de biodiesel a partir de aceite usado de las cafeterías. Cap lt/sem Optimización de diferentes procesos Neutralización y lavado del biodiesel Recuperación de metanol en el reactor Acondicionamiento de la materia prima (aceite usado) Control de calidad del biodiesel producido en la planta piloto Análisis de la cinética de la reacción mediante la cuantificación de metil-ésteres, tri-, bi- y monoglicéridos usando cromatografía de gases Generación eléctrica con biodiesel Operación de Expreso Tec B20 Operación de un Jettas TDI B100 y Jetta TDI B50 6

9 grado de eficiencia % 38.2 40.7 5 Actividades Planta piloto de biodiesel a partir de aceite usado de las cafeterías. Cap.

4 Taller Práctico sobre Bioenergía 3 de agosto de 2006, Monterrey N.L México 7 Planta piloto de biodiesel a partir de aceite usado de las cafeterías. Cap lt/sem Optimización de procesos de producción Neutralización y lavado del biodiesel Recuperación de metanol en el reactor Acondicionamiento de la materia prima (aceite usado) 8

Cap. 5000 lt/sem Optimización de procesos de producción Neutralización y lavado del

5 Control de calidad del biodiesel producido en la planta piloto. Mediciones de: Acidez Viscosidad Contenido de metilésteres Contenido de triglicéridos Densidad* Flash point* Número cetano* Detección de biodiesel en mezclas con diesel* Destilación* 9 Análisis de la cinética de la reacción Cuantificación mediante cromatografía de gases de metilésteres, trigliceridos, bigliceridos y monoglicéridos 10

Flash point* Número cetano* Detección de biodiesel en mezclas con diesel* Destilación* 9 Análisis

6 Pruebas dinámicas de desempeño Pruebas de potencia, inyección de combustible e opacidad del humo 11 Aplicación Generación eléctrica con biodiesel y sincronización con red eléctrica Una mezcla B20 fue utilizada para generar energía eléctrica en una planta de emergencia Carterpillar Modelo 3306 de 225 KW. Se alimentó las cargas eléctricas de la planta de tratamiento de agua residual, bombas de riego y la iluminación de campos deportivos de entrenamiento. La planta operó sincronizada con la red eléctrica. 12

planta de emergencia Carterpillar Modelo 3306 de 225 KW.

7 Aplicación Operación de un Jetta TDI B100 y Jetta TDI B50 Desde Julio de 2005 se tiene un Jetta TDI modelo 2002 circulando principalmente con B100. Número 3VW FP 69M62 M En Octubre se adquirió otro Jetta TDI modelo 2005, número 3VW SR 69M75 M La mezcla de combustible para este vehículo es variable, oscilando entre un 20 a un 50% de biodiesel. 13 Aplicación Operación de Expreso Tec B20 El 11 de Noviembre de 2005 se cortó el listón a la primera unidad de Expreso Tec B20. La unidad forma parte del sistema de transporte escolar de Tec. 14

La mezcla de combustible para este vehículo es variable, oscilando entre un 20 a un 50% de biodiesel.

8 Futuras activadades Taller Práctico sobre Bioenergía 3 de agosto de 2006, Monterrey N.L México 15 Cultivos energéticos Explorar cultivos energéticos dedicados como fuente de materia prima: Siembra de 2 hectáreas de Jatropha Curcas Producción de semillas y aceite Caracterización de biodiesel de Jaropha Curcas Industrialización del biodiesel y sus subproductos 16

materia prima: Siembra de 2 hectáreas de Jatropha Curcas Producción de semillas y aceite

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