BIODIESEL:
Producción y aplicaciones

Una creación del personal de Whitman Direct Action

Contenido

Introducción

Prologo
Como leer nuestra obra
Qué es el biodiesel
Procesamiento a pequeña escala en Centroamérica

Biodiesel en su coche

El uso del biodiesel en tu motor
Operabilidad del biodiesel a bajas temperaturas

La química biodiesel

La química detrás del biodiesel
Selección de Reactivos
Tiempos y Temperaturas de Procesamiento
Seguridad

Comenzando – haciendo un lote de prueba

Cómo Hacer las Titulaciones
Técnica de Procesamiento del Dr. Pepper
El lavado de Dr. Pepper
La prueba de agitación*

Aceite para biodiesel

Principales recursos para el biodiesel en Centroamérica
Una introducción al aceite usado
El agua en el aceite
Secando el aceite
Esterificacion acida*

Construcción y operación de procesadores a pequeña escala

Tanques
Mezclando la reacción
Transferencia de calor
Preparación, mezcla y entrega de metóxido
Proceso hermético y prueba del procesador
Limpiando su biodiesel
Lavar o no lavar el biodiesel
Teoría de lavado a base de agua
Lavado de contracorriente
Secando su combustible
Evaporación y filtración de metanol
Filtración del biodiesel


Haciendo y utilizando un lote, paso a paso

El método de Whitman Direct Action para crear biodiesel

Temas avanzados

Pruebas de calidad
Emulsiones y cómo arreglarlas
Reprocesando una reacción incompleta
Separación y captura del metanol
Aprovechando de glicerina
Biocidas

Apéndice

Poniéndolo todo junto: Consejos para la construcción del procesador
Diagramas
La prueba de agitación
Esterificacion acida

*Estos capitulos fueron añadidos a la segunda edición, aunque aparecen listados en las secciones pertinentes, se encuentran en el apéndice al final del libro.

 

 


Introducción

 

Prólogo

Este libro es un regalo. Su acceso es gratuito para cualquiera. Es dado a conciencia, invitando la crítica, el diálogo y el mejoramiento. Es un producto de luchas, de sacrificios, de nuestra obligación y de nuestros corazones—de las contradicciones y tensiones dentro de ellos. Es un regalo de nuestra esperanza en un mundo mejor.
Los autores de este libro se reunieron alrededor de una idea. Esta idea se convirtió en una bandera de muchas maneras: “Queremos ver un mundo en el que las practicas sostenibles sustituyan las destructivas, donde las oportunidades equitativas, mutuas y sinérgicas reemplacen a la opresión, donde el pensamiento critico sustituya la apatía y el temor.” Sin tantos rodeos, quisimos enseñar que existe la posibilidad de obtener una vida mejor.

Para bien o para mal, este espíritu esta intrínsicamente atado al biodiesel desde el primer día. Pero es importante el darse cuenta que no es el biodiesel por si sólo lo que da importancia a nuestra causa. En efecto, lo importante no es la sustancia producto de la transesterificación sino las posibilidades que abre para la raza humana y para el ser humano. El biodiesel como proyecto nos demuestra que existen recursos y oportunidades que se tiran por la borda día a día, y que esta piedra que desechan los arquitectos, puede convertirse en la piedra angular. Significa que existe un potencial para una independencia real y una oportunidad para el crecimiento en los países marginalizados, en las comunidades olvidadas y en cada individuo vivo ahora. Representa una oportunidad que se manifiesta de manera inmediata en el potencial de una transportación costeable y trabajos justos. Significa que con la sabiduría y dedicación es posible y fácil vivir éticamente—vivir sin necesidad de la aceptación tácita de regimenes opresivos y violentos, sin participar en las practicas destructivas de compañías irresponsables que los apoyan, sin envenenar a nuestros seres queridos y seres extraños lentamente. Queremos ofrecer una respuesta al calentamiento mundial aquí y ahora y decir no al status quo.

De ninguna manera creemos que el biodiesel es la respuesta final. De hecho, creemos que como tecnología solamente no vale nada. Pero creemos que con el espíritu y pensamiento adecuado respaldándolo puede y será parte del cambio social que queremos ver en el mundo. Alduous Huxley nos dice que “nada que no sea todo servirá.” Con esto en mente, esta es nuestra contribución a este todo, este un pequeño regalo y una invitación a traer este todo a la faz.


Cómo leer nuestra obra

Nuestra guía no se propone estar completa, sino que es la fundación para un proyecto en curso y un cuerpo de conocimientos progresivo. Los diferentes recursos en esta obra son una síntesis de nuestra experiencia, la experiencia de nuestra comunidad biodiesel, e ideas para innovaciones (muchas de ellas nuestras) que se pueden mejorar.

Queremos inducir la chispa de la innovación y proveer un recurso común para respaldar la comunidad de biodiesel hispano-hablante. Sentimos que esta guía es suficiente para estas metas, pero no representará nunca el espinazo de esta tarea. El espinazo tiene que ser formado por personas que se preocupan, piensan, experimentan y comparten. Es la comunidad de biodiesel del Internet la que ha hecho posible el movimiento de biodiesel en el mundo anglófono. Mucha de esta gente ni siquiera se conoce, pero comparte sus ideas en pequeños sitios web, fichan gratuitamente sus pruebas y diseños en los foros de biodiesel, y ayudan a los novatos en la producción de biodiesel. Esto ha sido una tarea tremenda, pero llena de muchas personas apasionadas a quienes les tenemos el más profundo respecto. Depende de ustedes también, los lectores de este libro, decidir si están dispuestos a empezar un movimiento de este tipo o si nuestro obsequio va a morir como un arbolito.

Esperamos que usen esta información, la compartan y últimamente la mejoren. Hay muchas ideas que no tuvimos tiempo de experimentar y deseamos que ustedes estén dispuestos a probar y compartir. Hay muchos artículos que no escribimos en totalidad, y aun están esperando ser investigados y ampliados. Este recurso les puede enseñar cómo hacer un biodiesel usando métodos que han tenido éxito en producir millones de gallones en los E.E.U.U, Reino Unido, Canadá y Australia, pero inventando y experimentando cosas nuevas, pueden desarrollar maneras de hacerlo mejor – se los garantizamos.

Este libro está dividido en muchos capítulos. Los primeros capítulos son diseñados para ofrecer el trasfondo para empezar y hacer sus primeros lotes. Una vez que se sientan confortables con este entendimiento fundamental de biodiesel, estarán preparados para considerar agrandar la escala del proceso. Después, el libro se divide en una sección de teoría que explica los conceptos básicos del procesamiento de biodiesel, desde tanques a calentadores hasta lavados y secados. Después del capitulo de teoría hay un capitulo sobre como hemos incorporado esta teoría en nuestro procesamiento y explica paso a paso como nosotros hacemos un lote de biodiesel. Al final hay la sección sobre temas avanzados y un apéndice lleno de diseños.

Como nota general, hay muchas secciones en este libro que no están completas. Estas son están marcadas con un asterisco en el índice. Nuestro deseo es terminar estos capítulos durante las próximas semanas, pero puede durar un mes o dos con algunos de los capítulos más avanzados. Todos estos recursos estarán accesibles en nuestra wiki, la cual esperamos llegará a ser un libro vivo donde cualquier persona puede escribir un nuevo artículo, comentar sobre los que ya han sido escritos, o mejorarlos. Adónde llegara este libro queda en tus manos.



Qué es el biodiesel


El biodiesel es un combustible que puede ser usado en cualquier maquinaria diesel. Este combustible es producido por un proceso llamado transesterificación. Este proceso requiere metanol, soda o potasa cáusticas y algo de agitación para producir biodiesel y el extremamente útil producto secundario que es la glicerina. El biodiesel puede ser producido en una variedad de ambientes y procesadores. Puede ser derivado de diversos de aceites y grasas.

Lo que mucha gente no sabe es que el motor diesel fue originalmente diseñado para correr con aceite vegetal. El único problema con la maquinaria diesel existente es que no puede lidiar con la viscosidad de la mayoría de los aceites vegetales. El biodiesel resuelve este problema al crear un combustible que comparte las características de viscosidad del petro-diesel o del diesel convencional.

El biodiesel no sólo funciona en cualquier maquinaria diesel sino que también puede ser combinado con el diesel convencional (las combinaciones son nombradas en términos del porcentaje de biodiesel presentes; una combinación de 20 por ciento biodiesel y ochenta por ciento petro-diesel se llama B20, el biodiesel puro se llama B100). Capacitar a una maquinaria diesel convencional para funcionar con biodiesel es un proceso simple que estipula a lo máximo algunos cambios en las líneas y filtros de combustible.

El biodiesel es extremadamente fácil de producir, un lote (producción de biodiesel) puede hacerse en botellas de un litro, procesadores de 50 galones hechos en casa o en fábricas industriales alrededor del mundo.

Adicionalmente, el biodiesel tiene un sinnúmero de beneficios para el medio ambiente. Nuestro combustible tiene 50% menos emisiones de monóxido de carbono y 78% menos emisiones de dióxido de carbono que el petro-diesel. Dado que los cultivos de plantas aceitosas usados para producir el biodiesel absorben el dióxido de carbono presente en la atmósfera, el uso del biodiesel tiene un promedio de cero emisiones de gases contribuyentes al calentamiento global, dándole otra gran ventaja sobre los combustibles basados en el petróleo. El biodiesel también es una gran arma en la batalla contra la lluvia ácida ya que sus emisiones no contienen sulfatos u óxidos de sulfuro. De acuerdo a las investigaciones del departamento de energía de los Estados Unidos (USDE), el uso del biodiesel reduce las partículas contaminantes hasta un 65%, lo que a su vez reduce el riesgo de cáncer en la población hasta un 94%. La agencia de protección ambiental de los Estados Unidos (EPA) estipula que los hidrocarbones no consumidos, los cuales contribuyen significativamente a la destrucción en la capa de ozono, el smog y el cáncer son reducidos un 50% en la combustión del biodiesel. La EPA también ha descubierto que cinco otros carcinógenos emitidos por el diesel son reducidos por el biodiesel por hasta 50%. De acuerdo a un estudio llevado a cabo por la universidad de Idaho, el uso del biodiesel reduce los óxidos de nitrógeno en la atmósfera por un 10%, este número puede ser incrementado con solo algunas modificaciones de su motor.

 

Procesamiento a Pequeña Escala en Centroamérica

Todos nosotros creemos que el procesamiento del biodiesel es una actividad que tiene el potencial de hacer una gran diferencia en Centroamérica y otras partes del mundo. Creemos que por medio del biodiesel podemos ayudar a crear el espacio para el crecimiento económico y la responsabilidad medioambiental y al mismo tiempo crear la oportunidad de reinterpretar lo que el crecimiento realmente significa y lo que puede llegar a significar.

Cuando se nos enseña sobre la calidad de vida, muchas veces se nos indica el producto interno bruto promedio. Se estudia el éxito y el bienestar de la persona promedio en términos del lucro monetario que esta persona pueda conseguir. Sin embargo, todos hemos tenido experiencias que directamente contradicen este pensamiento: la manera en que los millonarios de nuestros países no pueden encontrar la felicidad; el valor de un sábado por la tarde con la familia o de un buen libro; la manera en la que un niño corre por la calle, libre, sin poseer un carro último modelo o ropa a la moda; la manera en la que la belleza de una puesta de sol nunca cambia.

Sin embargo, los problemas económicos materiales sí existen. Somos testigos de un cuidado de salud inadecuado, escuelas sin fondos suficientes y gente que lentamente muere de hambre. El dinero no lo es todo, pero no podemos esquivar la importancia de la electricidad, el aseo público y otros beneficios que tienen que ser comprados.

También se pueden ver los fines que algunas personas deciden servir por el sentido de seguridad que el dinero les brinda. Hemos visto a granjeros destruyendo la tierra por “lucro” y conductores manejando autobuses que lentamente envenenan a la gente que transportan.

Nuestra esperanza es producir una nueva manera de pensar en el dinero, el lucro y la necesidad que nos permite lidiar con estas contradicciones y pensamientos. Queremos abrir el camino hacia una manera de vivir en la cual nuestras vidas no sean dedicadas a trabajar por el lucro económico, sino a asegurar los recursos necesarios para la vida humana, la educación y el desarrollo personal sin hacer daño a otras personas o a la viabilidad de posibilidades futuras.

El biodiesel puede convertirse fácilmente en una pieza de este sueño. Ofrece la oportunidad a grupos pequeños (o grandes) de cultivar su propio combustible para transportación, electricidad o lucro. Abre la posibilidad de que un producto local, controlado por la comunidad, solvente las necesidades de la misma. Al traer todos los pasos de producción a un solo lugar, se abre un mayor campo para innovación y para una forma de pensar más global. Abre puertas hacia un nuevo mundo en el que la gente puede realmente tomar las riendas de su propio destino.

He aquí un ejemplo de la manera en la que esto funcionaría: Un grupo pequeño de familias invierten en un triturador de piñones. La cooperativa comienza por pagar a un grupo de mujeres para traer aceite usado de sus casas y recolectarlo de restaurantes cercanos y puestos de tortillas. Algunos miembros de la cooperativa distribuyen semillas de piñón por todo el pueblo y los granjeros locales comienzan a cultivar la fruta. Los niños pueden ir a los lugares de cultivo en la comunidad, recolectando los piñones cuando están maduros para venderlos al triturador comunitario por la libra y así poder comprar útiles escolares o comida. Las escuelas locales podrían designar áreas de cultivo y cosecharlas cada año para recaudación de fondos, convirtiéndose en una unidad vital para el desarrollo comunitario. Con éxito suficiente, múltiples trituradores y procesadores de biodiesel son creados en toda el área, compitiendo a pequeña escala, evitando la explotación y dando importancia a la innovación. Mientras tanto, la electricidad y necesidades de transporte son solventadas por un producto local limpio, estimulando la responsabilidad comunitaria y poniendo las riendas del destino común en las manos de los locales.

En vez de especular sobre lo que producirá mas lucro, queremos producir una sociedad más saludable en todo el sentido de la palabra y creemos que los bio-combustibles tienen un lugar definitivo en esto.

 

 

 

Biodiesel en su coche

El uso del biodiesel en tu motor


El biodiesel puede ser usado en su forma pura (B100) o puede ser combinado con el petro-diesel a cualquier concentración en la mayoría de la maquinaria diesel moderna. La mayor lubricidad del biodiesel en comparación con el diesel convencional es una ventaja que contribuye a la larga vida de tu inyector de combustible. Otras ventajas que se pueden notar es la reducción del ruido en el motor y mayor facilidad en el inicio de la combustión. Las ventajas son proporcionales a la cantidad de biodiesel usado en tu motor. El biodiesel ayuda a que tu motor corra de una manera más limpia y a que tu aceite se mantenga más limpio.

Sin embargo, hay dos procedimientos de mantenimiento muy importantes que tienes que tener en mente si quieres que tu motor queme biodiesel exitosamente:

1. Dependiendo del año de tu modelo, es posible que tengas que cambiar las líneas de combustible.
2. La necesidad de filtros de combustible adicionales.

Líneas de combustible

El biodiesel tiende a corroer el hule natural contenido en ciertos vehículos (usualmente en modelos previos a 1992). La corrosión toma un largo tiempo pero sí sucede. Por ejemplo, si revisas tu maquinaria después de usar biodiesel durante un tiempo, notarás que tus mangueras se vuelven gradualmente más suaves. No hay roturas súbitas pero eventualmente habrá fugas. Por ende, es conveniente cambiar cualquier parte de hule en tu motor diesel lo más pronto posible si planeas usar biodiesel. Las mangueras Viton son compatibles con bio-combustibles. Si operas un vehiculo manufacturado antes del 92, revisa tus líneas de combustible antes de hacer el cambio. Los vehículos diesel producidos después del 93 son usualmente 100% compatibles con el biodiesel. Si tienes dudas, consulta con el fabricante de tu vehículo.

Cambios de filtros

El diesel en los Estados Unidos es típicamente sucio. De acuerdo a nuestros estudios, el diesel en Centroamérica es aún peor. La suciedad producida por el diesel conlleva a la acumulación de residuos en tu tanque y líneas de combustible.

El biodiesel no solo es un combustible más limpio sino que también es un limpiador para tu motor. Después de un cambio a biodiesel o a una mezcla de biodiesel, los filtros pueden bloquearse con depósitos de petro-diesel del viejo sistema de combustible que han sido removidos por el biodiesel. Este es un efecto secundario de las propiedades naturales de limpieza que tiene biodiesel. Dado este efecto, el frecuente cambio de filtros es necesario. El síntoma más común de necesidad para un cambio de filtro es la pérdida de poder en tu motor. Consulta con un mecánico para más detalles sobre filtros de combustible bloqueados.



Operabilidad del biodiesel a bajas temperaturas

Las propiedades del biodiesel a bajas temperaturas requieren que una particular atención sea prestada a lidiar con el producto en climas fríos. Es de extrema importancia que antes de maniobrar los combustibles uno se familiarice con estas propiedades en el biodiesel y el diesel convencional con el que se piensa mezclar el biodiesel.

El biodiesel tiene un punto de gelatinado y de nublado mas altos que el diesel convencional. Esto significa que en climas fríos el biodiesel puede hacerse gelatina, tornarse casi sólido o nublarse. El punto de nublado es la temperatura, durante el proceso de enfriamiento, en la que los cristales de cera comienzan a formarse en el combustible. Los cristales de cera crean una niebla visible. Estos cristales pueden tasquear filtros y líneas de combustible en maquinaria diesel. El usar biodiesel engelado puede destruir su maquinaria muy rápidamente. Por esta razón, es importante el saber el punto de nublado en su combustible y siempre estar alerta de la temperatura afuera.

Para encontrar las temperaturas de gelatinado y nublado en su combustible se puede hacer una prueba muy sencilla. Tome un litro de su biodiesel lavado, secado y filtrado y póngalo en un contenedor transparente. Encuentre un refrigerador o una caja de hielo que pueda usar para hacer la prueba. Ponga el biodiesel en el refrigerador y revíselo cada pocos minutos. La temperatura en la que se nubla (se torna anaranjado en vez de un rojo/café transparente) es su punto de nublado. Cuando se note un incremento en la viscosidad, ha encontrado el punto de gelatinado. Si no tiene modificaciones especiales en su maquinaria, nunca ocupe el biodiesel debajo de su punto de gelatinado. La industria de los Estados Unidos estipula no usar el biodiesel debajo de su punto de nublado tampoco.

Soluciones

Si necesita usar su biodiesel debajo de su punto de nublado existen un par de soluciones. La primera y la más común es la mezcla. El petro-diesel tiene puntos de nublado y gelatinado más altos que el biodiesel y puede ser mezclado con dicha sustancia en cualquier proporción. Mientras más petro-diesel use, máas bajos serán sus puntos de nublado y gelatinado. Puede combinar los dos combustibles en un tanque separado o puede comenzar a llenar su tanque con diesel primero y después añadir el biodiesel. Es importante el añadir el petro-diesel primero, ya que es menos denso que el biodiesel. Si añade el biodiesel primero, el petro-diesel subirá y no se mezclara con el biodiesel. No habrá mezcla y tendrá los mismos problemas que con el B100. Probar el punto de gelatinado y de nublado de su biodiesel antes de ponerlo en su motor es muy importante.

Otras opciones de precaución incluyen un sinnúmero de aditivos y modificaciones en su motor con calentadores de líneas de combustible.

Operabilidad del biodiesel a bajas temperaturas
B100 Derivado de:
Nublado °C
Gelatinado °C
Punto de Filtro Frío °C

Aceite de soya

2

-1
-2

Aceite de canola

-3
-4
-4

Manteca

14
11
11

Grasa comestible

20
13
14

Grasa Amarilla

42
12
11

 



Los puntos de nublado más comunes se encuentran en esta tabla. Los puntos de nublado varían de acuerdo al aceite o grasa del cual son derivados:

 

B100 Biodiesel derivado de:
Punto de nublado de combustible (°C)

Aceite de soya

3 a -7

Aceite de canola

-2 a -12

Grasas misceláneas

10 a 20

Grasa amarilla

5 a 15

Aceite de coco

6 a 7

Aceite de palma

12 a 13

Piñón

6 a 7

 

Referencia: Robert Dunn, "Cold Weather Properties and Performance of Biodiesel," in the Biodiesel Handbook, 2005.


B100 debe ser guardado a temperaturas de por lo menos 6°C arriba de su punto de nublado. Generalmente, las temperaturas de guardado de 10 a 13°C son aceptables para la mayoría de combustibles B100, sin embargo, algunos tipos de combustibles pueden requerir mayores temperaturas.


La química biodiesel

La química detrás del biodiesel

Lo que sigue es un breve resumen de la química detrás de la producción del biodiesel. Un buen entendimiento de las varias reacciones químicas nos darán una mejor idea de cuales productos secundarios son benignos, cuáles son peligrosos y cuáles hasta pueden ayudarnos. Un buen entendimiento también puede prepararnos apropiadamente para analizar fallas.

Un grupo de esteres es una unión entre un acido carboxílico y un grupo de alcoholes. La glicerina (o glicerol) es una molécula pequeña de tres carbones con tres grupos de alcoholes, cada uno añadido a cada átomo de carbón.

Un acido graso es un acido carboxílico añadido a una larga hilera de carbones. Hay muchos ácidos diferentes, cada uno nombrado de acuerdo a la longitud de la hilera de carbones y el número de uniones dobles presentes (también llamado el grado de instauración). Estas uniones están representados por números separados por dos puntos. El primer número es la longitud de la hilera, el segundo es el grado de instauración. He aquí algunos ácidos grasos comunes, su notación y formula molecular.

 

Nombre del acido Notación Formula molecular

Acido laurico

C12:0

C12H24O2

Acido myrístico

C14:0

C14H28O2

Acido palmítico

C16:0

C16H32O2

Acido esteárico

C18:0

C18H36O2

Acido oleico

C18:1

C18H34O2

Acido linoleico

C18:2

C18H32O2

Acido arachídico

C20:0

C20H40O2

Acido behenico

C22:0

C22H44O2

Acido erueico

C22:1

C22H42O2

 

Un jabón consiste de un ácido graso deprotonado y un átomo de sodio o de potasio. Los jabones son importantes porque son un producto secundario común y no deseado de la producción del biodiesel.

Cada molécula de aceite, o cualquier forma de grasa, consiste de una molécula de glicerina añadida a tres ácidos grasos por medio de un grupo de esteres, llamado un triglicérido. Muchas veces se pueden encontrar moléculas de glicerina pegadas a solo uno o dos ácidos grasos, estos son llamados monoglicéridos y diglicéridos, respectivamente. También existen ácidos grasos que no están pegados a una molécula de glicerina, a estos se les llama ácidos grasos libres (FFA por sus siglas en ingles).Las grasas están compuestas de varios tipos de ácidos grasos y el numero FFA de sus cálculos dependerá del tipo de aceite que este usando. Por ejemplo, la palma Africana contiene ácido palméico mientras que el aceite de soya tiene acido oléico.

El biodiesel está compuesto de esteres de metilesters o etilesters. Existen combinaciones de una sola molécula de ácido graso combinada con una molécula de alcohol, como el metanol (formando esters metilicos) o etanol (produciendo esters etilicos) El alcohol y el ácido graso están conectados vía una unión de esteres.

La reacción del biodiesel ocurre cuando el alcohol pequeño, metanol o etanol, reemplaza a uno de los grupos de alcoholes en la unión de esteres en la glicerina, convirtiendo un triglicérido en un diglicérido y una molécula de biodiesel. Este tipo de reacción, donde un alcohol reemplaza a otro en un ester se llama transesterificación. La reacción continua a reemplazar cada uno de los grupos alcoholes convirtiendo cada molécula de grasa en tres de biodiesel y una de glicerina. Por ejemplo, si un aceite esta compuesto de completamente de acido esteárico (C18:0, peso molecular 248.54 g/mol), y triglicéridos, 1kg de aceite reaccionara completamente con 122.7g de metanol para formar 1005.2g de biodiesel. En realidad, la reacción nunca es perfecta, la mayoría de la gente usa metanol extra para incrementar el producto de la reacción.

Bajo condiciones normales, esta reacción ocurre muy despacio. Para dar paso a una reacción más rápida, se ocupa calor y un catalizador. La reacción puede ser catalizada por un ácido o una base, pero uno puede alcanzar una reacción mucho más rápida usando una base. El método mas común usa el hidróxido de sodio (NaOH peso molecular 40.0 g/ml) o el hidróxido de potasio (KOH, peso molecular 56.11 g/mol). Cantidades equivalentes de base pueden ser encontradas al multiplicar las proporciones de pesos moleculares. Entonces, usamos 5g de NaOH (o 7g KOH) por litro de aceite.

Reacciones Secundarias:

Producción de jabones: En conjunto con la deseada reacción del biodiesel, hay muchas mas reacciones que pueden ocurrir con varios contaminantes en el aceite. Los contaminantes en el aceite ya sea el agua o los FFA pueden producir efectos no deseados, siendo uno de estos el jabón. NaOH y KOH reaccionan con el agua y los triglicéridos para producir jabón. NaOH y KOH pueden reaccionar con FFAs directamente, deprotonando los ácidos grasos libres y formando agua y jabón. Dado que demasiado jabón en el biodiesel puede producir una emulsión, un paso importante en la producción del biodiesel es asegurarse de que la cantidad de agua es lo suficientemente baja como para evitar la producción de jabones.

Esterificación acida: Una reacción secundaria más beneficiosa ocurre cuando los FFA reaccionan con el metanol directamente para producir biodiesel. Esto se llama esterificación. La esterificación puede ser catalizada con acido (preferiblemente con poco contenido de agua). Esta es una manera común de tratar aceites que tienen demasiados ácidos grasos libres para producir biodiesel. El acido sulfúrico concentrado es típicamente usado como catalizador.


Selección de Reactivos

Alcoholes: Ambos el metanol y el etanol pueden ser usados para producir el biodiesel, aunque el etanol es mucho menos toxico que el metanol, tiene que ser usado en su forma pura, totalmente deshidratada, la cual es más cara de obtener. Generalmente, el etanol es solamente 95% puro; el cinco por ciento restante tiene que ser destilado por un proceso químico. Adicionalmente, cuando se usa el etanol, el aceite tiene que estar totalmente seco. Ambas condiciones son muy difíciles de conseguir, especialmente con el aceite de restaurantes, el cual es usado para freír vegetales, carne, pescado etc. La reacción con el metanol no requiere tanto secado; siempre es mejor usar el aceite mas seco posible, pero un poco de agua no arruinará la reacción; tal vez resulte en una mayor producción de jabón, y puede que retarde la reacción un poco, pero aún es posible producir biodiesel de buena calidad.

Elementos Cáusticos
: El NaOH también conocido como soda cáustica, es más barato y generalmente más fácil de conseguir, también es un poco más fácil de manejar por su forma granular. El KOH, también conocido como potasa cáustica, tiene varias ventajas. Una de ellas es que se disuelve más fácilmente en el metanol. Otra es que el producto secundario, el glicerol, es menos tóxico al desechar dado que el potasio es un nutriente para la tierra mientras el sodio en su forma cáustica es tóxico para la tierra. También, la glicerina derivada de la potasa se mantiene líquida, aún en temperaturas frías, mientras que la glicerina derivada de la soda se solidifica muy pronto y es casi imposible de drenar. Finalmente, la potasa cáustica es más tolerante hacia el contenido de agua.


Tiempos y Temperaturas de Procesamiento

La reacción estándar del biodiesel se lleva a cabo a unos 130 grados Fahrenheit (55 grados Celsius), y es mezclada por lo menos por una hora. El calor adicional ayuda a que la reacción proceda más rápido. Sin embargo, es importante no llevar a la reacción a una temperatura tan alta que cause que el metanol se evapore, a menos que la reacción se lleve a cabo en un recipiente seguro y a presión. Muchos procesos industriales se llevan a cabo a temperaturas extremadamente altas en recipientes a presión ya que las reacciones suceden más rápidamente. Como regla general, con cada 10 grados centígrados que se añaden se dobla la rapidez de la reacción. Aún a una temperatura estándar, la reacción se puede catalizar con una mezcla mas violenta. Sin embargo, la mayoría de los productores caseros dejan que el proceso de reacción tome más tiempo para estar seguros de tener una reacción completa. No existe ningún daño en el dejar que la reacción dure por varias horas o toda la noche. La idea es convertir tantos triglicéridos en esteres metilicos de ácidos grasos como sea posible. Productos parciales pueden ser formados (monodiglicéridos y diglicéridos) si las condiciones no son óptimas en términos de temperaturas, cantidades de tiempo, porcentajes de metanol (20% recomendado) y la cantidad apropiada del catalizador cáustico. La presencia de estos productos no es fácil de determinar, aunque hay ciertos controles de calidad que pueden ser seguidos.


Seguridad

PRECAUCIONES DE SEGURIDAD IMPORTANTES

1. Al producir biodiesel, es importante ser cauteloso. Ya que se están usando químicos tóxicos, existe el potencial de serias heridas e incluso fatalidades. Los escritores de este libro no son responsable de cualquier herida, muerte o destrucción de propiedad que ocurran al intentar producir biodiesel. DEBE PROTEGERSE AL FABRICAR BIODIESEL.

2. Ya que el proceso ocupa algunos químicos cáusticos, alcoholes tales como el metanol y el etanol, calor, y la transferencia de sustancias inflamables de un recipiente a otro, es una buena idea tener un extinguidor capaz de apagar un incendio.

3. El biodiesel siempre debe hacerse en un área bien ventilada, lejos de niños y mascotas, utilizando el equipo de seguridad apropiado. Ponga atención a lo siguiente:

o El metanol es tan inflamable como la gasolina. Siempre que se haga un lote de biodiesel, o se manipule el metanol de cualquier otra manera, debe haber un extinguidor de incendios a la mano.
o El hidróxido de sodio (NaOH) y el hidróxido de potasio (KOH) pueden causar quemaduras severas. Debe ser extremadamente cuidadoso al utilizar estos químicos.
o Se recomienda utilizar una camisa manga larga, zapatos y pantalones, no usar zapatos abiertos (sandalias), pantalones cortos ni faldas.
o Use guantes resistentes a químicos, gafas protectoras y un delantal.
o Evite inhalar cualquier vapor cuando se prepare el metóxido o se mezcle el metóxido con el aceite vegetal.
o Siempre tenga una corriente de agua accesible para lavar cualquier salpicadura.

4. Antes de hacer lotes grandes de biodiesel, se debe consultar con las autoridades municipales y el encargado de control de incendios para asegurar que cualquier químico, alcohol u otra sustancia que se ocupe sea guardada y usada dentro del marco de las leyes y regulaciones del área.

5. Usar biodiesel fabricado en casa en un motor de un vehiculo diesel puede invalidar la garantía del fabricante del vehiculo. Aunque podemos decir que los pasos trazados para fabricar el biodiesel son a prueba de balas ya que el biodiesel ha sido probado en miles de vehículos alrededor del mundo, no hay garantía de que el fabricante de su motor reconozca esto.

6. El biodiesel es considerado como un combustible, así que si planea usarlo en un vehiculo en las calles, puede ser sujeto a impuestos. Si tiene dudas, consulte con las agencias de impuestos de su región.

7. El biodiesel es un combustible seguro, si se fabrica apropiadamente. Es menos tóxico que la sal de mesa y se degrada más rápido que el azúcar. Tiene un punto de ignición más alto que el petro-diesel y si se derrama, no es considerado como una sustancia toxica.

 

 

Comenzando – haciendo un lote de prueba


Cómo Hacer las Titulaciones

Materiales Necesarios

ALCOHOL
1 botella de alcohol isopropílico (isopropanol)
Puede encontrarlo en talleres de automóviles como Iso-Heet® Secador y Anti-congelante Premium de Sistemas de Combustibles. Viene en un bote rojo de 12 onzas fluidas y generalmente es alcohol isopropílico con un 99% de pureza. La mayoría de las farmacias también tienen alcohol isopropílico con un 99% de pureza. Solo asegúrese de que su alcohol sea por lo menos 80% puro-
O
1 botella de alcohol etílico (etanol)
Este se conoce en varios países como “espíritus metilados” o ”metho”. Necesita etanol con una pureza de 95% o más.

INDICADOR
1 recipiente de Cúrcuma molida
La cúrcuma es una especia que puede encontrarse en la mayoría de los supermercados o tiendas de hierbas.
O
1 botella de Fenol Rojo
El Fenol Rojo es un líquido que se usa comúnmente para revisar el pH de piscinas y generalmente puede encontrarlo en la mayoría de las tiendas de accesorios de piscinas
O
1 botella de Indicador de Fenolftaleina al 1%
Quizás necesite un amigo químico para adquirir este indicador, o puede comprarlo en ebay.com.


LIQUIDO PARA TITULACIONES
El “Líquido para Titulaciones” se prepara disolviendo 1g de NaOH en un litro de agua destilada o desionizada. Si no tiene una balanza precisa, puede medir 10g de NaOH y disolver esto en un litro de agua destilada o desionizada.
Luego tome 100mL de esta agua y mézclelos con 900mL de agua destilada o desionizada.
Ahora tiene una solución muy cercana al 1g de NaOH en un litro de agua destilada o desionizada.
También puede visitar su farmacia local o un colegio o el departamento de ciencias de una universidad para pedirles que le ayuden a medir las cantidades para preparar el líquido para titulaciones

EQUIPO NECESARIO
• 1 taza o jarra de vidrio pequeña
• 1 recipiente mas grande para que pueda poner su taza de titulación en un baño de agua caliente
• 3 goteros de vidrio de 1mL con graduaciones marcadas a los lados o una jeringa con graduaciones marcadas a los lados (rotule una como “Líquido para Titulaciones”, otra “Aceite” y otra “Alcohol Isopropílico”). Si esta usando jeringas, por favor asegúrese de cubrir las marcas de graduación con cinta adhesiva transparente para que no tenga que gastar su dinero en comprar jeringas nuevas después de unas 5 titulaciones.
• 1 palillo de plástico

El costo total del equipo debe estar debajo de $10 y se puede usar para centenas de titulaciones.

Debe estar conciente de que el fenol rojo, la cúrcuma y la fenolftaleina cambian colores a un pH diferente, así que cada uno requiere una técnica de titulación ligeramente diferente.

EL PROCEDIMIENTO USANDO FENOLFTALEINA

1. Use una jeringa para medir 10mL de alcohol (isopropílico o etílico) a temperatura ambiente dentro de la taza de titulaciones.

2. Agregue 3-5 gotas de fenolftaleina al alcohol

3. Llene uno de los goteros/jeringas con “líquido para titulaciones” y mientras agita vigorosamente con el palillo, lentamente, gota a gota, agrega el “liquido para titulaciones” al alcohol hasta que el alcohol comience a tornarse un color rosado permanente y luego DETENGASE.
Acaba de realizar una “titulación en blanco”. La “titulación en blanco” neutraliza cualquier ácido que pueda haber en el alcohol
Ahora está listo(a) para titular el aceite.

4. Usando la jeringa/gotero rotulado como “aceite”, agregue exactamente 1 mL del aceite que titulará al alcohol.

5. Pon la taza en el microondas y caliéntela hasta que la primer burbuja aparezca (5 o 10 segundos). DETENGASE. O caliente algo de agua y póngala en el recipiente para el baño de agua caliente. Luego puede sumergir la taza para titulaciones parcialmente en el baño de agua para ayudar a que el aceite se disuelva en el alcohol isopropílico.

6. Si está usando un gotero, siempre llene el primer gotero con exactamente 1 mL de “líquido para titulaciones”, comience a gotear el “líquido para titulaciones” dentro de la taza mientras agita vigorosamente con el palillo. Funciona bien agitar de arriba hacia abajo, lo cual rompe el aceite contra la base de la taza para titulaciones. Si esta usando una jeringa, haga lo mismo, pero llene su jeringa con “líquido para titulaciones” (no necesita extraer exactamente 1 mL a la vez).
No pare de agitar.

7. Mantenga un record de cuántos mL de “Líquido para Titulaciones” son necesarios para que el líquido se torne rosado claro y permanezca así durante 20 segundos antes de que el color desaparezca.
Este es su número de titulación, el cual sumará a 5 para averiguar cuántos gramos de NaOH son necesarios por cada litro de aceite vegetal usado.
Para KOH, suma 7 a los mL de “líquido para titulaciones” usados
Toma mas tiempo leerlo que hacerlo.

EL PROCEDIMIENTO USANDO CÚRCUMA

1. Use una jeringa para medir 10mL de alcohol (isopropílico o etílico) a temperatura ambiente dentro de la taza de titulaciones.

2. Saque una pequeña cantidad de cúrcuma molida en el extremo ancho de un palillo. Añada la cúrcuma al alcohol y use el palillo para agitar bien por aproximadamente 5 segundos. El alcohol debe tornarse un color amarillo.

3. Llene uno de los goteros/jeringas con “líquido para titulaciones” y mientras agita vigorosamente con el palillo, lentamente, gota a gota, agrega el “liquido para titulaciones” al alcohol hasta que el alcohol comience a tornarse un color rosado permanente y luego DETENGASE.
Acaba de realizar una “titulación en blanco”. La “titulación en blanco” neutraliza cualquier ácido que pueda haber en el alcohol
Ahora está listo(a) para titular el aceite.

4. Usando la jeringa/gotero rotulado como “aceite”, agregue exactamente 1 mL del aceite que titulará al alcohol.

5. Ponga la taza en el microondas y caliéntela hasta que la primera burbuja aparezca (5 o 10 segundos). DETENGASE. O caliente algo de agua y póngala en el recipiente para el baño de agua caliente. Luego puede sumergir la taza para titulaciones parcialmente en el baño de agua para ayudar a que el aceite se disuelva en el alcohol isopropílico.

6. Si está usando un gotero, siempre llene el primer gotero con exactamente 1 mL de “líquido para titulaciones”, comience a gotear el “líquido para titulaciones” dentro de la taza mientras agita vigorosamente con el palillo. Funciona bien agitar de arriba hacia abajo, lo cual rompe el aceite contra la base de la taza para titulaciones. Si esta usando una jeringa, haga lo mismo, pero llene su jeringa con “líquido para titulaciones” (no necesita extraer exactamente 1 mL a la vez).
No pare de agitar.

7. Mantenga un record de cuantos mL de “Líquido para Titulaciones” son necesarios para que el líquido se torne al rojo más oscuro y permanezca así durante 20 segundos antes de que el color desaparezca.
Este es su número de titulación, el cual sumará a 5 para averiguar cuántos gramos de NaOH son necesarios por cada litro de aceite vegetal usado.
Para KOH, sumas 7 a los mL de “líquido para titulaciones” usados
Toma mas tiempo leerlo que hacerlo.

EL PROCEDIMIENTO USANDO FENOL ROJO

1. Use una jeringa para medir 10mL de alcohol (isopropílico o etílico) a temperatura ambiente dentro de la taza de titulaciones.

2. Agregue 3-5 gotas de fenol rojo al alcohol

3. Llene uno de los goteros/jeringas con “líquido para titulaciones” y mientras agita vigorosamente con el palillo, lentamente, gota a gota, agrega el “liquido para titulaciones” al alcohol hasta que el alcohol comience a tornarse un color rosado permanente y luego DETENGASE.
Acaba de realizar una “titulación en blanco”. La “titulación en blanco” neutraliza cualquier ácido que pueda haber en el alcohol
Ahora está listo(a) para titular el aceite.

4. Usando la jeringa/gotero rotulado como “aceite”, agregue exactamente 1 mL del aceite que titulará al alcohol.

5. Ponga la taza en el microondas y caliéntela hasta que la primer burbuja aparezca (5 o 10 segundos). DETENGASE. O caliente algo de agua y póngala en el recipiente para el baño de agua caliente. Luego puede sumergir la taza para titulaciones parcialmente en el baño de agua para ayudar a que el aceite se disuelva en el alcohol isopropílico.

6. Si está usando un gotero, siempre llene el primer gotero con exactamente 1 mL de “líquido para titulaciones”, comience a gotear el “líquido para titulaciones” dentro de la taza mientras agita vigorosamente con el palillo. Funciona bien agitar de arriba hacia abajo, lo cual rompe el aceite contra la base de la taza para titulaciones. Si esta usando una jeringa, haga lo mismo, pero llene su jeringa con “líquido para titulaciones” (no necesita extraer exactamente 1 mL a la vez).
No pare de agitar.

7. Manténga un record de cuantos mL de “Líquido para Titulaciones” son necesarios para que el líquido se torne al rojo/morado más oscuro y permanezca así por lo menos 1 minuto.
Este es su número de titulación, el cual sumará a 5 para averiguar cuántos gramos de NaOH son necesarios por cada litro de aceite vegetal usado.
Para KOH, suma 7 a los mL de “líquido para titulaciones” usados
Toma mas tiempo leerlo que hacerlo.

 

Técnica de Procesamiento del Dr. Pepper

Autor Original: Tilly
Reeditada por el equipo de WDA

INTRODUCCION

La idea de la Técnica de Procesamiento del Dr, Pepper surgió un día hace muchos años cuando Tilly estaba intentando crear una forma barata de hacer unos pocos lotes de prueba de biodiesel. Para este ejemplo utilizaremos 500mL de aceite.

MATERIALES REQUERIDOS

• 5 litros de aceite vegetal – nuevo o usado

• Por lo menos 3g de NaOH (hidróxido de sodio) o 5g de KOH (hidróxido de potasio) –conocidos comúnmente como lejía o soda cáustica. Estos materiales pueden ser encontrados en algunas tiendas de abarrotaría o de venta de equipo de limpieza. Estos materiales se usan como limpiador de alcantarillado o tubería de desagüe. Se puede usar NaOH o KOH, pero se utilizan diferentes cantidades de cada una.

• Por lo menos 125 mL de metanol. El liquido anti-congelante de marca HEET (“HEET Gas-Line Antifreeze”) que viene en un bote amarillo y que se encuentra comúnmente en la mayoría de las tiendas de suministros de automóvil en los EUA es metanol.


Todos estos químicos también pueden encontrarse en tiendas de venta de productos químicos. Puede ser muy útil preguntarle a un químico local o a un profesor de química de una universidad para obtener sugerencias sobre cómo adquirir estos productos en cantidades pequeñas.

EQUIPO REQUERIDO

• Una botella de soda (bebidas carbonatadas) de un o dos litros en buena condición y con una tapadera sin fugas. Asegúrate que la botella este limpia y seca por dentro.
• Una pequeña jarra de vidrio u otro contenedor de por lo menos 200 mL para mezclar el metóxido
• Tazas medidoras o beakers para medir 120mL de metanol y 500mL de aceite
• Una balanza para medir NaOH o KOH
• Un embudo
• Guantes de látex y protección para los ojos


LA TECNICA

OJO: Al producir biodiesel, es importante estar seguro. Ya que estará trabajando con químicos tóxicos existe un potencial de herirse e incluso matarse. Debe leer la sección de seguridad y precauciones (la sección 4.1) antes de seguir!

PREPARACION DEL ACEITE

• Mida 500mL de aceite y póngalo en una hoyita en una estufa eléctrica para calentar el aceite hasta aproximadamente 55C. Si utiliza aceite usado y hay agua en el aceite, el aceite chispeará a medida que el aceite se calienta. Si el contenido de agua es alto, el chispeo puede incrementar; si nota que esto sucede, intente utilizar otra fuente de aceite usado que tenga menos agua o hierva el agua para removerla del aceite. Esto se hace al calentar el aceite a más de 100C hasta que termine de chispear y/o burbujear por varios minutos. Luego deje que el aceite se entibie. Recuerde, mucha agua en el aceite le dará malos resultados.


PREPARACION DEL METOXIDO

• ADVERTENCIA: EL METOXIDO ES UN VENENO! NO INHALE LOS VAPORES. LAVESE CON AGUA CUALQUIER SALPICADURA. NO MEZCLE EL METOXIDO EN UN BOTE SUAVE DE PLASTICO YA QUE EL NaOH ATACA EL PLASTICO, ASI QUE RAPIDAMENTE ESTARAS AGITANDO UN BOTE LLENO DE HOYOS Y EL METOXIDO SE DERRAMARA POR TODAS PARTES

• Mientras el aceite se está calentando, mezcle el metanol y el NaOH (lejía) para formar el metóxido. Use 120 mL de metanol. Si está usando aceite nuevo, mida 2.5g de NaOH (3.5g de KOH) en un contenedor pequeño y liviano, tal como un vasito de papel (Si su NaOH o KOH no son puros, ajuste las cantidades. Para mas información lea la sección sobre cómo agregar el metóxido). Si usa aceite usado, debe hacer una titulación para determinar la cantidad correcta de NaOH que utilizará. Mire la sección de Titulaciones para más información. Si no tiene los materiales para realizar una titulación, asegúrese que su primera prueba sea con aceite vegetal fresco (no usado). No se recomienda fabricar este primer lote con aceite de palma africana u otro aceite con un alto contenido de ácidos grasos libres; debe leer la sección “Esterificación Acida” y “Aceite de Palma” para una explicación.

• Ponga los 2.5g de NaOH (3.5g de KOH) en su recipiente. Si está usando cristales grandes de catalizador, es recomendable aplastarlos usando la base de una cuchara. Esto ayudará a que se disuelvan más fácilmente en el metanol. Puede tener que doblar su taza para asegurarse que pueda verter sus contenidos dentro de la boca del bote de plástico.

• Vierta los 125 mL de metanol en la botella, usando un embudo para asegurarse de no derramar el líquido. Tape la botella seguramente y agite gentilmente la mezcla para que el NaOH se disuelva en el metanol. Esto puede tomar unos pocos minutos, así que sea paciente. Primero verá los cristales de NaOH moviéndose dentro de la mezcla, pero después de unos cuantos minutos, al parar de agitar, toados los cristales habrán desaparecido y todo el NaOH estará disuelto. El recipiente se calentará a medida que se disuelve el NaOH ya que este proceso libera energía. No inhale los vapores.

• Debe parar de agitar la botella periódicamente y destapar el recipiente sólo un poquito para liberar un a parte de la presión que se acumula dentro de la botella durante este proceso. Recuerde, sin embargo, que no debe inhalar los vapores que salen.

FABRICANDO EL BIODIESEL

• Mientras esta mezclando el NaOH y el metanol, debe revisar ocasionalmente el aceite que se esta calentando. Apague la estufa una vez que la temperatura del aceite haya alcanzado los 55C. Si el aceite esta más caliente que esto déjelo que se enfríe antes de agregarlo al contenido de la botella. Cuando el aceite haya alcanzado la temperatura correcta, use un embudo y vierta los 500mL de aceite dentro de la botella de plástico que contiene la mezcla de metanol y NaOH (comúnmente conocida como metóxido). Luego ajuste la tapadera a la botella con mucha fuerza.

• Agite la botella vigorosamente por aproximadamente 5 minutos. Es útil realizar esto con otros amigos para que lo ayuden a agitar. No se genera mucha presión durante esta agitación. A medida que agita, debería notar un cambio en el aceite: de una apariencia lechosa a una apariencia más oscura pero más clara. Debe agitar el biodiesel por 5 minutos cada 15 minutos. Después de hacer esto 4 veces, déjelo reposar.

• Dentro de 10-15 minutos, el producto secundario (comúnmente conocido como glicerina) comienza a asentarse y a formar una capa al fondo de la botella. A medida que la glicerina continua asentándose, se debe notar que una separación clara de las dos capas comienza a formarse, con la oscura glicerina abajo y la capa de biodiesel más liviano y más claro arriba.

• Dentro de una hora, la mayor parte de la glicerina se habrá asentado. Ahora debe tener una botella con el biodiesel arriba de una capa más oscura de glicerina. El biodiesel todavía puede ser muy nubloso y tomara uno o dos días para que comience a aclararse. La capa de biodiesel seguirá poniéndose más y más clara durante las siguientes semanas.

Esto es todo.

Para agrandar la Técnica del Dr. Pepper yo utilizo un barril de plástico de 20 litros y hago lotes de 14 litros. Simplemente pongo el barril en una cuna de madera, pongo el centro de la cuna en un tubo, y la mezo de 3-4 minutos. Luego transfiero la mezcla a otro recipiente para finalizar el proceso y así estoy listo para procesar otros 14 litros de biodiesel inmediatamente.

Ahora que tiene un litro de biodiesel fino, lo que sigue es lavarlo, esto lo puede realizar fácilmente al utilizar La Mundialmente Famosa Técnica de Lavado del Dr. Pepper (Pat Bend).
Guía Colaborativa de Biodiesel – © Copyright 2005 Derechos Reservados

La información en esta pagina esta basada en el articulo “Fabricando Biodiesel – La Mundialmente Famosa Técnica de Dr. Pepper (Pat Bend)” por Tilly, localizada en la pagina web de la Guía Colaborativa de Biodiesel, consultada el 16 de abril del 2006.

 

La mundialmente famosa técnica de lavado de Dr. Pepper (Pat Bend)

Autor Original: Tilly
Reeditada por el equipo de WDA

Después de haber producido su primer lote de biodiesel el usar la “Mundialmente famosa técnica de Dr. Pepper” (Pat Bend), es un método fácil de lavar su biodiesel.

Este es un método simple y casi infalible para lavar pequeños lotes de prueba. Utilizando este método, he lavado muestras de biodiesel en menos de una hora.

Se debe estar conciente que el biodiesel no lavado contiene jabón. Si agita sus primeros lavados violentamente o demasiado fuerte, existe una gran probabilidad que el agua, el jabón y el biodiesel formarán una emulsión que puede tomar muchos días o hasta semanas para separarse.

Los tres pasos importantes en el lavado son: GENTILEZA, GENTILEZA y GENTILEZA para comenzar.

LA TECNICA

Primer Lavado

• Vierta un litro de biodiesel en una botella de plástico de 2 litros.
• Gentilmente vierta dentro de esta misma botella aproximadamente 500mL de agua a temperatura ambiente.
• Asegúrese que la tapadera no tenga fugas.
• GENTILMENTE rote la botella de un lado al otro por unos 30 segundos.
• Después de 30 segundos pare la botella verticalmente.
• Si ha sido GENTIL, el agua y el biodiesel se separarán inmediatamente.
• Se notará que el agua no esta clara.
• Remueva la tapadera y usando su dedo pulgar como tapón, invierta la botella, aprete los lados de la botella para que el aire no se introduzca de nuevo a la botella a través del líquido y drene el agua utilizando su dedo pulgar como una válvula.
• Cuando toda el agua haya sido drenada, invierta la botella de nuevo a suposición vertical y permita que la botella regrese a su forma original.
• El primer lavado ha sido terminado.



Segundo lavado:

• Vierta otros 500mL de agua en la botella y repita los mismos pasos del primer lavado, pero esta vez rote la botella GENTILMENTE por un minuto
• Drene el agua como en el primer lavado
• El segundo lavado ha sido finalizado.

Tercer Lavado

• De nuevo vierta otros 500mL de agua y GENTIL, GENTIL, GENTILMENTE agite la botella por un minuto.
• Cuando el agua y el biodiesel se separen, drene el agua de la misma manera que en los lavados previos

Cuarto Lavado

• Agregue otros 500mL de agua y agite por un minuto
• Después de la separación del agua y el biodiesel drene el agua como lo ha hecho anteriormente.

Quinto Lavado

• Ahora se debe poder agitar relativamente fuerte.

Se sabe que el lavado ha terminado cuando, después de la agitación, el agua se ve casi transparente. Debe tener presente que durante los últimos lavados su mezcla debería poder ser agitada violentamente, sin emulsiones. El agua y el biodiesel tomarán más tiempo en separarse porque el agua forma pequeñas burbujas en el biodiesel, las cuales toman tiempo para asentarse.

El biodiesel lavado se ve BASTANTE NUBLOSO, mucho mas claro que el biodiesel original y frecuentemente parece jugo de naranja. Después de uno a tres días de asentamiento y secado en el sol sin una tapadera, el biodiesel se aclarará. Después del lavado y el secado, su biodiesel estará listo para ser utilizado en el tanque de su vehiculo!

Aceite para biodiesel

Principales recursos para el biodiesel en Centroamérica

Introducción:

Una de las grandes ventajas del biodiesel es que puede ser derivado de una variedad de aceites y grasas. El encontrar el recurso ideal en su área puede ser difícil, pero hacer investigaciones y experimentaciones extensas puede resultar en ventajas futuras. La siguiente es una lista de recursos que se ocupan en el presente para la producción de biodiesel o que planean ser usados en el futuro inmediato. No es más que una breve introducción ya que nuestro proyecto se ha enfocado en la producción. De acuerdo a nuestras pruebas e investigaciones, los recursos mas viables son: jatropha o piñón, manteca, algas, aceite de castor, aceite usado y aceite de palma.

Jatropha Curcas:

Hay varios experimentos con el piñón o jatropha que se están llevando a cabo en Centroamérica. La cantidad de aceite por hectárea fluctúa de prueba en prueba, pero la posibilidad de un cultivo de aceite abundante es prometedora. El piñón es nativo de Centroamérica y crece silvestre en varias partes. Puede crecer en tierra baja en nutrientes, para y reduce la desertificación y crece como parte de ecosistemas nativos. La jatropha es tóxica, lo que la hace imposible de cultivar para aceite comestible pero de hecho es perfecta para varios otros usos. La jatropha se puede usar como una cerca natural ya que varios roedores y parásitos la evitan. De acuerdo a la información que hemos podido recaudar, el cultivo de jatropha no está listo para la producción de biodiesel a gran escala. Sin embargo, a pequeña escala, y con un aumento en la experimentación con el cultivo, la jatropha promete ser un excelente recurso para comunidades e individuos por igual.

Castor:

El aceite de castor presenta otra buena alternativa en el cultivo del aceite. El castor crece en climas donde la jatropha no crece y al mismo tiempo evita varios de los problemas del aceite de palma, tales como la mono-cultura. Brasil ha estado produciendo biodiesel con el aceite castor como su fuente primaria. Esto demuestra que el aceite castor es un recurso viable.

Manteca:

La manteca y la grasa animal son recursos extremadamente abundantes en Centroamérica. Son relativamente baratas pero tienen muy grandes desventajas. Primero, el biodiesel derivado de la manteca tiene un punto de coagulación (gelatinado) a temperaturas relativamente altas lo que significa que sólo puede ser usado en climas cálidos. Vender este biodiesel sólo por temporadas sería una buena solución. También, la manteca requiere esterificación ácida, un proceso más complicado y que implica mayores costos de producción.

Aceite de palma:

El aceite de palma es extremadamente abundante en Centroamérica. Desafortunadamente, no sabemos de ninguna agroindustria de palma que sea completamente sostenible. Noventa y cinco por ciento de la deforestación en Malasia ha sido para dar lugar para el cultivo de palma africana. No queremos que esto pase en Centroamérica. Si destruimos la selva por un cultivo no sostenible, no estamos creando un mundo sostenible; simplemente estamos matando árboles por una solución temporánea. Sin embargo, estamos de acuerdo que existe una gran infraestructura para el aceite de palma en Centroamérica y que la producción de biodiesel de este aceite sería un gran estimulo para varias comunidades. Queremos que el biodiesel sea un movimiento hacia la sostenibilidad y oportunidad social. Si el biodiesel es usado para crear un sistema de agricultura que previene la fuerza comunitaria y fomenta la destrucción de recursos y del medio ambiente, nuestra misión habrá fallado. La única manera en la que podremos tener éxito con el aceite de palma es usando el biodiesel como un pasaje hacia practicas sostenibles de vida pero no como solución final.

Algas:

Si la meta es producir biodiesel como una alternativa realmente viable al diesel derivado del petróleo, las algas ofrecen la mayor opción. Uno de los más grandes obstáculos para que el biodiesel se convierta en una alternativa real al petróleo es que es prácticamente imposible que los cultivos terrestres puedan solventar la demanda de combustible en nuestro mundo sin sacrificar nuestros bosques o fuentes de alimentos. La única solución que se conoce en el presente se encuentra en las algas. Ha habido una explosión de investigación en este tema y esperamos que el movimiento del biodiesel en Centroamérica forme parte de ella.

Aceite usado:

El aceite usado es probablemente la manera más fácil de comenzar a producir biodiesel. Los restaurantes, las panaderías y fábricas de tortillas son buenos lugares donde conseguir aceite usado. La mayoría de los lugares regalarán el aceite o lo venderán a precios mínimos. La mayor competencia por el aceite usado la presentan las compañías que lo ocupan para el engorde de animales. Sin embargo, las posibilidades que el biodiesel presenta proveen una buena arma para la negociación con los dueños de negocios. En todo caso, fuera de ser un buen punto de partida y un muy buen sistema de reciclaje, el biodiesel derivado del aceite usado no tiene muchos prospectos.

Una Introducción al Aceite Usado


La abundancia del aceite usado es uno de los mayores factores contribuyentes al movimiento biodiesel de habla inglesa. La gran mayoría de los aceites usados provienen de restaurantes y panaderías, pero también es posible conseguir aceite de plantas industriales de producción de alimentos. Usualmente, el aceite usado se guarda en barriles o tanques pequeños, los cuales son recogidos por compañías de eliminación de residuos de aceite. Esto generalmente significa que el aceite usado es propiedad de la compañía de colección. Para resolver este problema, hay que ponerse de acuerdo con la compañía o dejar sus propios tanques de colección. Creemos que la segunda opción es la más efectiva.

El aceite usado existe en una gran variedad de calidades—desde seco, limpio y bajo en ácidos grasos libres (FFA por sus siglas en ingles) hasta muy contaminado con agua, animales muertos, trozos de comida y abundantes FFA. Hay que tratar de encontrar el aceite de mayor calidad posible para facilitar el proceso de transesterificación. No obstante, los cocineros de restaurantes pueden tomar muchas precauciones para mejorar la calidad del aceite, tales como filtrar el aceite antes de desecharlo en un barril, mantener el aceite bien tapado para evitar el contacto con agua de lluvia y cambiar el aceite más frecuentemente. Hacer amistad con el personal del restaurante, ayudar a mantener los barriles limpios y comprar comida/aceite de su restaurante son cosas que se pueden hacer para mantener una buena relación y asegurar un recurso de aceite usado estable.

Las cantidades de aceite usado en los Estados Unidos y varios otros países de habla inglesa son muy abundantes ya que las leyes requieren la renovación constante del aceite que se usa para freír. Dado que estas leyes no existen generalmente en Centroamérica, el aceite usado para el proceso transesterificación es mucho más escaso. Puede que encuentre un buen recurso en restaurantes y panaderías de confianza pero, si se quiere transesterificar a gran escala, sería conveniente investigar recursos como las plantas aceitosas y la manteca.


El agua en el aceite

Introducción

Si su fuente de aceite es el aceite de cocina usado, es posible que tenga alguna cantidad de agua y partículas de comida. Entre más usado haya sido el aceite para cocinar, más rápido comenzará a descomponerse. A medida en que el aceite vaya descomponiéndose progresivamente, ácidos grasos van a empezar a formarse. Cocinar con el aceite excesivamente en presencia de agua crea bastante calor y agitación para que el agua forme enlaces débiles con el aceite. Tanto los ácidos grasos como el agua interfieren con la reacción del biodiesel: la transesterificación. Por esta razón cuando esté buscando aceite para hacer biodiesel, es mejor optar por el aceite que ha sido cambiado frecuentemente. Generalmente, si se ha cambiado el aceite por lo menos dos veces por semana, estará seguro. Si encuentra que su fuente de aceite contiene agua debe tomar solo el 80% del aceite de encima. El porcentaje de abajo del aceite es más probable que contenga altos niveles de agua porque el agua es más pesada que el aceite. Siempre es buena idea poner un filtro de pantalla en su aceite usado de modo que las partículas pequeñas de comida no puedan entrar en el aceite y suspender el agua.

Agua + Aceite + Catalizador:

Mezclar una base fuerte (a menudo lejía) con una grasa (ésta incluye los aceites) en la presencia del agua creará jabón. Dado esto, si su aceite contiene agua y agrega el metóxido, va a haber combinado los tres componentes requeridos para crear el jabón (agua + aceite+ base fuerte [en este caso NaOH o KOH] ).

Hacer jabón en su biodiesel no es conveniente por dos razones principales:

1. Causa una reacción incompleta: Cuando titula el aceite, está usando una técnica para determinar la cantidad exacta del NaOH o KOH que necesitas para dar paso a una reacción completa. Si hay agua en el aceite, alguna de esa agua va a reaccionar con el NaOH o KOH, o sea, el agua va a consumir el catalizador. En vez de crear un biodiesel de calidad, obtendrá un producto con un alto porcentaje de aceite sin reaccionar o parcialmente reaccionado y con mucho jabón.
2. El jabón en el biodiesel lo hace más difícil para lavar. Entre más jabón que se hace, más agua va a necesitar para lavar y quitar el jabón excesivo del biodiesel y lograr un biodiesel limpio. Esto requiere energía y recursos adicionales.



Prueba cuantitativa y cualitativa del contenido de agua en el biodiesel

Prueba cuantitativa de agua

Utensilios Necesarios:

1. Escala precisa para medir 0.1 gramos o menos. Debe tener una capacidad superior de por lo menos 500 g (entre mayor mejor).
2. Envase para poner el aceite
3. Fuente de calor (el microondas funciona bien)
4. Calculadora o mente matemática
5. Pluma y papel

Procedimiento:

1. Pese su envase vacío al décimo de gramo más cercano y anóte el peso.

2. Tome una muestra de 400 mL del aceite que quiera probar en el envase (tamaños de muestra más grandes darán resultados más exactos si su escala tiene una capacidad superior que sea lo suficientemente alta). Cerciórese que la prueba sea representativa de todo el aceite que quiere que reaccione. También, debe cerciorarse de que el aceite esté bien mezclado antes de quitar la muestra de 400mL.

3. Pese la muestra del aceite en su envase y anote el peso.

4. Reste el peso del envase del número que anotó en el paso tres. Esto le dará el peso del aceite que está probando. Marque esto como su “peso mojado”.

5. En el microondas o en la hornilla, caliente la muestra de aceite hasta que alcance una temperatura de 120 C. Mantenga la temperatura ahí hasta que no vea más burbujas en el aceite. Esto puede tomar algunos minutos. Una vez que las burbujas paren, mantenga la temperatura a 120C por 2 minutos antes de quitar su muestra del fuego. Esto es para asegurarse de que se este evaporando una cantidad de agua que pueda o no estar en el aceite.
Nota: Aunque no vea burbujas, mantenga la temperatura a 120C por al menos 2 minutos antes de remover la muestra del fuego. Esto es para asegurarse de que se evapore cualquier cantidad de agua que pueda o no estar en el aceite.

6. Permita que se enfríe el aceite por 15 minutos. Durante este tiempo el agua restante tendrá tiempo de evaporarse y no va a tener que trabajar con aceite extremadamente caliente.

7. Después de 15 minutos, pese el envase con el aceite

8. Reste el peso del envase del número que anoto en el paso 7. Este peso es el peso de su aceite DESPUÉS de que toda el agua se ha evaporado. Este es su “peso seco”.

9. Reste el peso seco del peso mojado.

10. La diferencia entre estos dos números es el peso del agua que estaba en la muestra del aceite.

11. Divida el peso del agua entre el peso mojado. Conseguirá un decimal que indica el contenido de agua de su aceite.

12. Multiplique este decimal por 100 y conseguirá el porcentaje de agua en su muestra.



A continuación presentamos un ejemplo de los cálculos que la biodieselcommunity.org ha dado. (Troy en biodieselcommunity.org desarrolló este proceso).

Ejemplo:

Peso del envase: 26.2g
Peso mojado total: 335.6g
Peso del aceite mojado: 335.6g - 26.2g = 309.4g
Peso seco total: 321.6g
Peso del aceite seco: 321.6g – 26.2g = 297.4g
Peso del agua: 309.4g – 297.4 = 12.0g agua
Contenido de agua: 12.0g / 309.4g = 0.03878
% de agua por peso: 0.03878 x 100 ~ 3.9% agua por peso

Si tiene cuidado, puede medir la presencia de 0.2 gramos de agua en 500 gramos de la muestra de aceite.

Eso es:

0.2g/500g = 0.0004 agua, o 0.04% agua.

Nota Concluyente: Al hacer esta prueba es importante reducir el salpicado a un mínimo. A veces, si hay bastante agua en el aceite que esta siendo probado, el agua causara un burbujeo violento y el aceite salpicara fuera del envase. Para evitar que esto suceda, se pueden hacer dos cosas:

1. Calentar lento para que no se evapore el agua de un solo
2. Revolver regularmente para ayudar a prevenir que las burbujas salpiquen

Prueba Cualitativa de Agua: La Prueba de Borboteo

Una prueba que mucha de la gente que hace biodiesel ocupa es la prueba de borboteo. La prueba se lleva a cabo calentando una muestra pequeña de aceite en una olla pequeña para ver si el aceite comienza a borbotear mientras alcanza el punto de ebullición de agua (100 C). El rocío, visible o invisible se deriva de la evaporación del agua.

Desafortunadamente, esta prueba requiere bastante experiencia para hacerla bien, pero con práctica le dará una buena idea de cuanta agua hay en el aceite.

Desarrollando el conocimiento de la prueba de agua: Si está planeando en tener la prueba de borboteo como su forma principal para determinar la presencia del agua en el aceite, necesita ligeramente desarrollar un buen entendimiento de cómo se ve el aceite borboteando con varias cantidades del contenido de agua aceptable. Debe desarrollar su propio sentido de lo que es aceptable. Sin embargo, hay muchas variables para darle una regla general. La altitud, el tipo de aceite, y la contaminación de partículas son factores que pueden causar que el aceite farfulle diferente. De lo que si puede estar seguro es que entre mas violento sea el borboteo, mayor es la cantidad de agua que hay en el aceite.

Para estar al tanto de la calidad del aceite en su área, recomendamos tomar la mayor cantidad de muestras posibles de restaurantes. Para cada muestra (1 Litro es suficiente):

1. Ponga en una olla pequeña
2. Empiece a calentar el aceite
3. Mida la temperatura cuando vaya incrementando
4. Cuando vea las primeras burbujas, apunte la temperatura
5. Una vez que llegue a 100C, debe hacer una descripción del tipo de borboteo que ve.


Después de documentar las descripciones y el comportamiento de los varios aceites, debe fabricar biodiesel en cantidades de 1 litro usando la técnica de Dr. Pepper. Observe y registre cómo el biodiesel se comporta durante el proceso y los ciclos de lavado. Use la información proporcionada en la sección de prueba de calidad de este libro para referirse a qué nivel de borboteo hace al biodiesel aceptable, y qué nivel hace al biodiesel inaceptable.



Secando el Aceite

1. Filtrar + Calentar + Asentar + Drenar + Examinar

a. Filtrar: Filtrar el aceite ayudará a remover muchas de las partículas que están suspendiendo el agua en su aceite. Yo recomiendo colar primero todas las partículas grandes con algún tipo de colador metálico. La filtración ayuda a remover el agua porque las partículas pequeñas de comida generalmente retienen el agua en su biodiesel, haciendo muy difícil que el agua se asiente. Aunque esto puede consumir tiempo, filtrar puede ayudar significativamente si está teniendo problemas para secar su aceite. Después de pasar el aceite a través de un colador de metal, la mayoría de las personas lo filtran a través de un pedazo de tela. Más filtración siempre es útil y un sistema de filtros de bolsa es ideal, pero debe experimentar por usted mismo para encontrar las mejores opciones. Lea la sección sobre la filtración del biodiesel para más información.

b. Calentar: Caliente el aceite. Entre más alta la temperatura, más rápido será el asentamiento, La mayoría de las personas en la comunidad de biodiesel calientan de 45 a 55 grados Celsius. Algunos métodos para calentar son: la energía solar, las quemadoras de diesel, las espadas para calentar eléctrica y la leña (el método a utilizar depende de usted). Es una buena idea cubrir su barril con aislamiento. Primero, porque mantiene la temperatura alta, promoviendo un asentamiento mas rápido. Segundo, porque previene las corrientes de conveccion que se formarán a medida de que su aceite intenta equilibrar su temperatura con la del aire fuera del barril

c. Asentar: Dejar que tu aceite se asiente por lo menos 12 horas permitirá que la mayor parte del agua se hunda al fondo del barril ya que el agua es mas densa que el aceite. Entre mas tiempo reposa el aceite, mas agua se asentará.

d. Drenar: Drene el 10% inferior del aceite/agua. Debería verse como agua de chocolate. Si tiene un aceite con mucha agua, puede tener que drenar más. Puede averiguar esto realizando una prueba de agua en su aceite. La mejor manera de hacer esta prueba sin mezclar todo su aceite es tomar la mitad del aceite que planea examinar de la parte de abajo y la otra mitad del aceite que planea examinar de la parte de arriba. Esto simulará una muestra de aceite mezclado.

Ventajas: Usa una cantidad mínima de calor para poner el agua en solución, lo cual contribuye a que el agua se asiente.

Desventajas: La técnica de remover el agua toma tiempo. Aunque un tiempo de asentamiento de 12 horas es generalmente suficiente para remover la mayor parte del agua, hemos encontrado que podría tomar hasta 2 semanas si el aceite es muy malo.

2. Filtrar + Glicerina+ Asentar + Drenar + Examinar

a. Filtrado: Filtrar el aceite como es descrito anteriormente.
b. Dado que la glicerina es hidrófila, el añadir glicerina a su aceite ayudará al proceso de removimiento de agua. Para saber la efectividad de añadir glicerina haga una prueba de contenido de agua antes de añadir la glicerina. Después de hacer esta prueba, añada 10% glicerina. Mezcle el aceite y la glicerina muy bien por 10 minutos.
c. Deje que la glicerina se asiente por 12 horas.
d. Pruebe para ver cuanta agua queda. Si hay demasiada, el proceso puede ser repetido para sacar más. Depende de cuanta agua se encuentre en su aceite, puede que sea conveniente incrementar el porcentaje de glicerina.

Ventajas: No ocupa energía para calentar el aceite y utiliza la glicerina para ayudar en el proceso.

Desventajas: Contamina su glicerina con agua y otros contaminantes, haciéndola muy difícil de procesar para otros usos.

3. Filtrar+Hervir +Examinar

a. Filtrado: Filtre el aceite como es descrito anteriormente
b. Hervido: Lleve el aceite a una temperatura de 100C y mantenga esta temperatura hasta que cesen los vapores de agua. Esté seguro de menear constantemente el aceite durante este proceso.
c. Examen: Haga una prueba de agua final para estar seguro de que toda el agua ha salido. Si aun hay agua, repita el proceso.

Ventajas: Remueve el agua fácil, rápida y completamente. (Ningún otro método puede garantizar esto)

Desventajas: Grandes cantidades de energía

4. Asentar +Examinar

a. Una solución simple es el solo dejar su aceite asentarse por un largo tiempo en un recipiente destapado. Dependiendo de la calidad del aceite la cantidad de tiempo necesario varía. Si se espera lo suficiente el agua se ira al fondo. Cuando crea que el agua se ha terminado de asentar use el 90% que se encuentra encima, el otro 10% será la mayoría del agua.

Ventajas: Todo lo que se necesita es tiempo, no hay necesidad de energía adicional.

Desventajas: El aceite puede tomar más tiempo que lo práctico para procesar.

Útiles e ideas para remover agua:

1. Los cedazos metálicos (como los que se ponen en las ventanas) son muy buenos filtros iniciales.
2. La tela fina también es un buen filtro.
3. La tecnología solar es algo costosa. Sin embargo, si se pinta un barril de negro absorberá más calor.
4. Poner válvulas debajo de su tanque es algo muy útil ya que le ayudara a drenar el aceite con agua.

Construcción y operación de procesadores a pequeña escala

Tanques

Introducción:

La parte más elemental de un procesador del biodiesel es el tanque. Estos tanques se pueden fabricar de una variedad de materiales y este artículo discutirá varias opciones.

El tanque tiene varios requerimientos:

Espacio: Tiene que tener bastante espacio para cada lote que haga. Debe determinar la cantidad de aceite que desea convertir en biodiesel (por ejemplo 200 litros), cerciorarse de que haya suficiente espacio para el metóxido (20 por ciento por volumen de 200 litros son 40 litros) y dejar un poco de espacio para la mezcla (10 por ciento es recomendable, aunque depende también del procesador). Todo esto suma a 260 litros de espacio necesarios para que un procesador pueda producir lotes de 200 litros.

Drenaje: Puesto que necesitará poder drenar el glicerol, el biodiesel, y quizá el agua de su tanque, el drenaje es una parte importante de cualquier tanque. Es recomendable un tanque delgado, alto, con un fondo cónico y una válvula en el mismo fondo para el drenaje. Esto es importante ya que debe cerciorarse de que pueda drenar fácilmente el glicerol sin perder el biodiesel en el proceso. Un drenaje que drena solo parcialmente el tanque o drena por un lado (tal como un calentador de agua caliente) puede funcionar en el procesamiento de biodiesel básico, pero puede obstruir la añadidura de muchos componentes importantes al procesador más adelante. También causará una acumulación del glicerol extremadamente sucio en el fondo de su tanque que puede dificultar el lavado del biodiesel en el futuro.

Rigidez del aire: La fabricación de un procesador hermético no es necesaria, pero es recomendable y muy beneficial. La adición de metóxido produce normalmente humos que son extremadamente venenosos y explosivos. La ventilación extremadamente buena puede ayudar a reducir estos riesgos, pero tener un procesador hermético (con una válvula de liberación de presión) elimina el riesgo completamente. Para más información, lea la sección “Técnicas y Equipo para el Procesamiento Hermético” más adelante en este capítulo.

Integración de otras necesidades: Los procesadores de biodiesel tienen más características que las listadas. Es importante cerciorarse de que su tanque tenga el espacio y la capacidad de contener estas diversas características. Estas incluyen: calentadores, dispositivos de mezcla, respiraderos de humo, aislamiento, etc. Los tanques del metal son a menudo ideales para la soldadura de estas piezas. Los tanques HDPE son generalmente mucho más difíciles de modificar, pero esto es aún posible. Es importante saber lo que necesita su procesador antes de seleccionar un tanque.

Posibilidades comunes de tanques:

Calentadores de agua caliente: Los calentadores de agua caliente son el estándar para el biodiesel que se procesa en los EE.UU. debido a la facilidad con la cual pueden convertirse en procesadores de biodiesel. Son herméticos, tienen calentadores incorporados, y pueden ser conectados fácilmente a una bomba para mezclar. Sin embargo, hay algunas desventajas. En muchas comunidades los calentadores de agua caliente no se pueden encontrar de segunda mano y se deben comprar nuevos. Este costo no compensa su utilidad. También, debido a un forro de cristal que cubre el interior del tanque, las guarniciones adicionales no son recomendables, lo cual evita modificaciones futuras. Por ultimo, los calentadores de agua caliente no drenan totalmente, dejando que un charco pequeño de glicerol y de contaminantes permanezca constantemente en el fondo de tu procesador. Aunque este charco de contaminantes no es ideal, miles de personas han tenido gran éxito al hacer millares sobre millares galones de biodiesel en calentadores viejos de agua caliente.

Tanques de 55 galones: Son los tanques de procesamiento mas fáciles de encontrar. Son generalmente mucho menos costosos que los calentadores de agua y tienen más espacio para lotes más grandes. Ya que son de acero pueden ser modificados de varias maneras. Esto incluye soldarles un fondo cónico para un drenaje mejorado, soldarles varias guarniciones dondequiera que el dueño desee para aumentar las opciones de mezcla y de calefacción, y una variedad de opciones con respecto a la tapa. El problema es que el barril requiere modificaciones para convertirse en un procesador. Al contrario de un calentador de agua, no se puede simplemente unir las piezas correctas y comenzar, debe perforar los agujeros y agregar los sellos herméticos. Generalmente tiene que soldar accesorios para los puertos de los calentadores y mezcladores, crear un soporte, y agregar el aislamiento. Con esto en mente, el precio de tal soldadura y los materiales será generalmente al menos más barato que un nuevo calentador de agua caliente y estará mejor construido a largo plazo. Una última posibilidad es la creación de un procesador a partir de un tanque 55 galones sin el uso de ninguna soldadura. Para mas información consulte “Procesador sin soldadura y sin fugas” en el apéndice.

Tanques del HDPE: Los tanques azules de HDPE (polietileno de alta densidad) son también muy comunes en América Central, y su precio es bajo. Los tanques de HDPE comparten muchas de las ventajas de los tanques de 55 galones pero tienen algunas desventajas importantes. Debe utilizar siempre un barril del metal sobre un barril plástico del HDPE si tiene la posibilidad. Los tanques de HDPE no pueden ser soldados ya que son más propensos a fugas. Muchas personas han utilizado con éxito los tanques de HDPE para procesar, pero al mismo tiempo han tenido varias experiencias horribles causadas por los siguientes problemas:

1) Los tanques plásticos de HDPE pueden tener dificultades al sostener líquidos a una temperatura de 55 C, ya que el calor debilita el plástico y crea una alta probabilidad de goteo.
2) Los elementos de calefacción tienen que ser conectados al plástico. Puesto que el área alrededor del elemento de calefacción se calienta mucho, esto puede hacer que el barril se derrita, derramando el biodiesel caliente por todas partes, y creando el potencial de peligros eléctricos. Cerciorarse de que la bomba esté funcionando siempre ayudará a atenuar este efecto, pero puede no hacerlo lo suficiente como para prevenir un derrame.
3) El mismo problema existe si deja encendido el elemento de calefacción demasiado tiempo. Un barril del metal puede aguantar este calor, pero un barril de HDPE se derretirá.
4) No puede hervir el aceite para remover el agua en un tanque de HDPE.

Cubetas de 5 galones o Jarros de HPDE de tamaño Pequeño a Mediano: Si no planea fabricar mucho biodiesel ni desea una manera barata de intentar procesar el biodiesel, las cubetas de 5 galones son una manera recomendable para trabajar. Obviamente estos son los menos eficientes de los tanques mencionados, y tienen un número de otras restricciones. Ya que las cubetas de 5 galones y los jarros de HDPE no tienen un alcantarillado inferior, la gente generalmente decanta su biodiesel. La decantación puede ser útil para separar a la mayoría de su biodiesel de la glicerina, pero la decantación de los últimos litros puede ser difícil. Recomendamos usar un embudo para los últimos litros de biodiesel/glicerina y un dispositivo de revolvimiento de cierta clase a través de la tapa o el método oscilante (favor de ver la sección de “procesadores y otros materiales útiles” para información sobre cómo construir embudos de separación). Los dispositivos de calefacción y de mezcla pueden ser conectados a las cubetas de metal (existen otras opciones para las cubetas plásticas), pero para los lotes de 3 galones esto generalmente no vale la pena debido a su alto costo. La mayoría de los procesadores de 5 galones utilizan un calentador desprendible (también conocido como calentadores de cubetas, los cuales, si son difícil de encontrar, pueden ser construidos fácilmente; ver la sección de “Procesadores y Otros Accesorios Útiles” para construir su propio calentador de cubeta) y un aparato para mezclar de algún tipo a través de la tapadera o un aparato de mecer.

Otros: La meta de esta sección es dar un recurso para usar no sólo tanques estándares, sino también otros. Al leer el resto de este capítulo, y mirar algunos de los diseños, debe poder determinar si un tanque particular que ha descubierto haría un buen procesador o no. Otras posibilidades que vale la pena investigar son los tanques de agua grandes, los tanques del propano y muchos otros.


Mezclando la Reacción

Introducción: Una de las mejores maneras de asegurar una buena reacción es tener una buena estrategia para mezclar su aceite y sus reactivos. Hay dos estrategias generales para hacerlo:

Circulación de bombeo: Esta es la estrategia más común. Una vez que el metóxido y el aceite estén en el tanque procesador, usted bombea la solución desde el fondo del tanque hacia arriba. El liquido se mezcla a medida que se mueve de abajo hacia arriba y a través de la bomba. Esta estrategia es beneficiosa porque le da una bomba que puede utilizar para otras tareas de biodiesel, tales como el bombeo del biodiesel a través de un filtro, el secado con rocío y la añadidura del metóxido. Finalmente, la mezcla con una bomba es el sistema más fácil de utilizar con el proceso hermético.

Hay tres desventajas principales de mezclar con una bomba:

1. El Costo: La plomería inicial puede llegar a ser costosa y algunas piezas a veces son difíciles de encontrar. Este costo es generalmente compensado por la utilidad de los sistemas de bombeo y se pueden encontrar precios bajos si se compra en oferta o se busca bien.

2. Bolsillos llenos de líquido: La bomba y la tubería a su alrededor a menudo crean bolsillos de líquido que son difíciles de acceder o drenar. Un ejemplo de este problema es el glicerol que queda en su bomba mientras el biodiesel se está asentando después de una reacción. Dependiendo de la organización de su plomería, esta glicerina puede ser difícil de acceder o puede causar que el biodiesel de la tubería se mezcle con el glicerol mientras se drena el biodiesel después del la reacción. Cerciorándoe de que su bomba pueda ser drenada fácilmente, usted puede evitar las desventajas de los bolsillos llenos de líquido.

3. Tiempo: Normalmente toma más tiempo que revolver. La mayoría de la gente que hace los lotes de treinta galones con una bomba de una pulgada, mezclará por dos horas. Otros que mezclan lotes de igual tamaño revolviendo, sólo mezclan su reacción por media hora.

Mezclar Revolviendo: Estos mezcladores pueden estar hechos de muchas cosas. Mucha gente usa los motores viejos del limpiador parabrisas, otros usan taladros con un mezclador de pintura adherido. Si elige revolver la mezcla, es vital cerciorarse de que el líquido del fondo del procesador se ha mezclado con el líquido de encima. Si su procesador es pequeño, la mayoría de los métodos podrán ser usados. Si produce lotes de 100 litros o mas, es buena idea drenar cinco galones del fondo y verterlos encima. Haciendo esto, se asegura de que el lote de biodiesel este bien mezclado. Generalmente este método requiere una hora de agitación. La mayoría de la gente con procesadores que producen lotes de 20 litros o menos descubren que mezclar por media hora y luego realizar dos mezclas minuciosas de 5 minutos cada una durante la siguiente media hora son suficientes para una reacción completa.

Puede encontrar que el revolver para mezclar es ventajoso por algunas razones:

1. Es generalmente fácil encontrar un motor viejo (y barato) que podría utilizar como mecanismo de recolección.
2. El tiempo de mezcla es más corto y económico (dependiendo del motor).
3. No hay riesgo de contaminar su biodiesel con glicerol debido al sistema de mezcla.

Hay un par de desventajas sobre mezclar revolviendo:

1. Dependiendo del motor, puede ser difícil hacer que el procesador sea hermético.
2. No puede hacer todas las cosas provechosas que puede con el sistema de bomba.

 

Transferencia de Calor

Como expusimos anteriormente, precalentar su aceite es importante para obtener una reacción óptima. Aunque una reacción más caliente siempre será más rápida, existe una gran limitante en la temperatura que puede usar. El metanol tiene un punto de ebullición muy bajo (64.7C) así que si lo procesa a una temperatura muy alta, puede perder una cantidad sustancial de metanol. Algunas personas en la industria resuelven este problema al construir tanques presurizados, pero esto no es generalmente posible para un procesador de pequeña escala. Si calienta su procesador, esto no solo causa que la reacción sea incompleta, pero a medida que más metanol se evapora, la reacción se revertirá. Si sobrecalienta un lote de biodiesel, puede reprocesarlo para obtener buen biodiesel (consulta la sección sobre reprocesamiento). Para prevenir que este problema suceda, la mayor parte de la comunidad de biodiesel precalienta a 55-58 grados C.

Una manera rápida para descubrir si está perdiendo metanol es examinar el respiradero de su tanque procesador (consulte la siguiente sección que trata como fabricar los respiraderos y porqué estos son importantes). Nosotros conectamos el respiradero a una tubería de acuario, la cual enrollamos varias veces y conectamos a una botella de soda con una pequeña abertura en la parte de afuera. Cuando nuestra temperatura es demasiado caliente, podemos observar que el metanol se acumula en la parte de debajo de la tubería y dentro de la botella de soda. Un poquito de evaporación de metanol no significa que su biodiesel esta arruinado. Como siempre, debe examinar la calidad del biodiesel que estas produciendo. Consulte la sección sobre pruebas de control de calidad para más información.

Una manera importante de complementar su estrategia de calentamiento es tener buen aislamiento. El aislamiento le ayuda a alcanzar más rápido las temperaturas a las cuales intenta llegar y ayuda a mantener estas temperaturas por un periodo de tiempo más largo. La fibra de vidrio y el papel aluminio con burbujas son buenas opciones, pero existen muchos buenos substitutos con los cuales experimentar, tales como telas, styrofoam, papel, y la cubierta reflexiva localizada dentro de las bolsas de churros u otros bocadillos.

Aparatos de calentamiento: Espadas para calentar: Son el aparato estándar usado para calentar biodiesel en los EE.UU. Son relativamente baratas (generalmente bajo $15 cada una), pueden ser conectadas con alambre a un termostato que puede controlar la temperatura, son fáciles de instalar, y proporcionan una manera limpia y cerrada para calentar. Las espadas para calentar normalmente vienen con roscas de 1 pulgada, así que los únicos materiales extra que se necesitan son: una copla de 1 pulgada o un hueco con roscas de una pulgada, un cable eléctrico y un enchufe (el termostato es opcional). Las espadas para calentar vienen en una gran variedad de tamaños, voltajes y watts, los cuales tienen sus ventajas y desventajas.

Tamaño: Trate de asegurarse de que su espada para calentar quepa en el procesador que usara sin que toque el metal. También debe asegurarse de que la espada para calentar no esté muy cerca de su termómetro, ya que esto causa que su termómetro indique una temperatura más caliente que la del resto del procesador. El tamaño de la espada es determinado más que todo por el voltaje y la potencia en vatios (watts).

110V vs. 220V: Existen dos tipos principales de espadas para calentar que puede comprar: unidades de 110 voltios y unidades de 220 voltios. La mayoría de las personas de la comunidad de biodiesel usa espadas para calentar de 220 voltios operando a 110 voltios para sus procesadores. La razón por la que hacen esto es porque las espadas para calentar son diseñadas para calentar agua que fluye fácilmente al ser calentada. El aceite se mueve mucho más lentamente al ser calentado y muchas veces el área alrededor de la espada se vuelve extremadamente caliente. Las espadas de 110 voltios operando con 110 voltios de corriente están operando a máxima capacidad, calibrada por los índices de dispersión de calor del agua. El aceite es mucho más viscoso y dispersa el calor más lentamente que el agua. Por ende, el área alrededor de la espada es generalmente mas caliente de lo que la espada es capaz de aguantar. Eventualmente, muchos de estas unidades de 110 voltios se queman o se deforman. Este problema puede minimizarse al agitar mientras calienta, pero esto significa un gasto extra de electricidad y a temperaturas muy altas (tal como las que se usan para evaporar el agua) se pueden dañar otras partes de su procesador (tal como las mangueras de vinil reforzado o la bomba). La solución que la mayoría de las personas adoptan es comprar una espada para calentar de 220 voltios con una alta potencia en vatios y la usan con una corriente de 110 voltios (la que se usa normalmente en las casas). Esto causa que la espada para calentar funcione con ¼ de su potencia normal. Así que si compra una espada de 220 voltios y 6 kilowatts, y la opera con 110 voltios, funcionará como una espada de 110 voltios operando a 1.5 kilowatts. Con dicha espada podemos calentar nuestro aceite desde una temperatura ambiente hasta 55C dentro de 3-6 horas (el aumento de temperatura depende totalmente de la temperatura ambiente y la calidad del aislamiento). Creemos que esta es la manera más segura para usar una espada de calefacción, pero más experimentación siempre es bienvenida. Con una buena circulación, usar una espada para calentar a máximo poder (incluso una unidad de 220 voltios operando a 220 voltios) puede ser una manera rápida de calentar.

Watts: Entre más alta la potencia en vatios, más rápido podrá calentar el aceite o el biodiesel. No obstante, debe asegurarse de que haya suficiente electricidad para ejecutar la espada para calentar. Si está compartiendo electricidad o tiene limitaciones por un generador, puede tener sentido utilizar una espada con menos watts o incluso combinarla con otro método de calentamiento.

Desventajas:

1. Las espadas para calentar usan una cantidad sustancial de electricidad. Además de costar dinero, el consumo de electricidad generalmente conlleva al calentamiento global. Las espadas gastan una cantidad limitada de electricidad que podría ser necesaria para otras cosas.
2. Las espadas para calentar no son muy móviles, así que cada tanque que estará calentando debe tener su propia espada. Dependiendo de su sistema total de producción, esto puede agregar a los costos, auque no mucho.

Un buen consejo general es asegurarse de siempre instalar la espada para calentar de tal manera que siempre esté cubierta de aceite. Si pone su espada para calentar muy arriba en tu tanque, solo podrás producir lotes grandes. Poner la espada más abajo le da más flexibilidad. También, poner la espada para calentar a unas pocas pulgadas del fondo de su procesador maximizará la eficiencia porque el calor producido por la espada tendrá la oportunidad de subir a través de todo su biodiesel mediante las corrientes de convección.

Quemadoras: pueden ser una buena manera de complementar una estrategia de energía solar, calentar cuando no haya electricidad, o incluso ser usadas como tu única fuente de calor. Las quemadoras son flexibles y pueden quemar una variedad de combustibles tales como el propano, tu propio biodiesel, o incluso tu subproducto-la glicerina. También, las quemadoras son generalmente baratas de comprar o fabricar. Sin embargo, todas las quemadoras comparten algunos problemas que deben ser afrontados.

a) El biodiesel esta hecho con metanol, el cual es extremadamente explosivo. Debes tomar la precaución de apagar todo fuego cuando se este mezclando y añadiendo el metanol. Además, si planeas calentar mientras procesas, la quemadora puede encender vapores residuales si tu área no esta bien ventilada. Cualquier fuga en tu procesador puede dejar escapar vapores que podrían ser encendidos por la llama de tu quemadora. Por esta razón recomendamos que no enciendas tu quemadora mientras el procesador este operando. Si necesitas usar tu quemadora durante el proceso, intenta esperar el mayor tiempo posible para continuar calentando. Entre más tiempo esperas, mas metanol se absorberá en tu biodiesel, minimizando el riesgo. Nota: Puedes reducir mucho el tiempo de calentamiento agregando aislamiento. Otra posibilidad es darle más tiempo a tu reacción si el calor baja significativamente. Por cada 10C que baje la temperatura de tu procesador, la reacción será dos veces más lenta.

b) Transferencia de calor: Las quemadoras necesitan una buena manera para transferir el calor al aceite o biodiesel que estas tratando de calentar. Muchas partes del procesador no pueden aguantar el calor que una quemadora puede generar. Para lidiar con este problema, lo mejor es tomar en cuenta la quemadora (si es que planeas usar una) al diseñar tu procesador. Esto implica utilizar algún tipo de protector contra el calor y poner tu bomba, la tubería de viníl y otras partes sensitivas de tal manera que la quemadora no las dañe. El calentamiento con quemadora también dificulta el uso de una base cónica o de una plataforma de madera. Mientras que se pueden crear diseños de procesador y de protector de calor para lidiar con estos problemas, puede ser mejor utilizar un tanque separado para precalentar. Éste puede ser un barril de 55 galones sostenido sobre tu quemadora y con una llave de bola al lado para drenar.

c) Humo: algunas quemadoras (especialmente las quemadoras “Turk” que queman glicerol) pueden producir cantidades grandes de humo peligroso. Este humo puede tener efectos negativos en el medio ambiente (lluvia ácida, calentamiento global) y afectar tu salud y la de tu comunidad.

d) Finanzas a largo plazo: Todavía no hemos tenido tiempo para realizar estudios sobre la viabilidad económica de utilizar las diversas quemadoras. Es posible que a largo plazo puedan costar más que una espada para calentar eléctrica. Estos costos podrían equipararse si quemas tu propio aceite, biodiesel o glicerol.

Tipos de Quemadoras

Propano: Las quemadoras del propano y su combustible son apoyadas por una infraestructura masiva a través de Norte y Centroamérica. Estas quemadoras son fáciles de encontrar, su combustible es abundante y confiable. Sin embargo, comprar combustible extra implica un costo agregado a tu proceso y otra dependencia en una mercancía que raras veces se produce localmente.

Quemadoras de Keroseno: Las quemadoras de keroseno vaporizado usualmente también pueden quemar biodiesel eficazmente. No obstante, estas estufas han sido muy difíciles de encontrar y queman el producto final (biodiesel) que tu quisieras vender o usar de otras maneras.
Quemadoras de Diesel: Tienen las mismas desventajas que las quemadoras de keroseno. Es difícil encontrarlas en el tamaño apropiado y queman el producto que quisieras vender o utilizar.

Quemadoras ¨Turcas¨: Estas quemadoras nos parecen mucho más económicas porque pueden quemar una variedad de sustancias, incluyendo el aceite y la glicerina. Son relativamente fáciles de construir. Entre sus desventajas están: la necesidad de un ventilador para impulsar la quemadora (la cual generalmente es eléctrica), la temperatura que la quemadora alcanza (hay reportes de quemadoras excediendo 800F), y el potencial de vapores nocivos si tu glicerina esta contaminada.

Leña: Es barata y abundante, pero usar leña puede contribuir a los problemas de deforestación y es difícil quemarla de una manera controlada.

Notas finales sobre quemadoras: Creemos que las quemadoras tienen mucho potencial, pero requieren más trabajo. Nuestros diseños actuales de un sistema de intercambio de calor para transportar el calor de la llama al aceite son relativamente rústicos (las aproximaciones actuales de perdida de calor son de 50-60%) y podrían mejorarse mucho. La emisión de gases y controles de contaminación también son otras grandes preocupaciones. Creemos que para un sistema de producción sin electricidad, las quemadoras pueden complementar una fuente de energía solar (en días lluviosos por ejemplo), pero esta tecnología necesita más experimentación e innovación antes de que podamos favorecerla totalmente.


Preparación, Mezcla y Entrega de Metóxido

Introducción: Al preparar tu metóxido, es importante recordar que el metanol es explosivo y venenoso. Inhalar mucho metanol puede hacer que se quede ciego, y aun consumiendo menos de 50mL ¡lo puede matar!

Con esto dicho, discutamos como mezclar el metóxido con seguridad. Es mejor mezclar el metóxido en un contenedor HDPE. El HDPE es muy bueno porque puede expandirse y contraerse, y es resistente al metanol y a la soda cáustica (NaOH o KOH). Si tiene problemas encontrando envases de HDPE, pregunte a algún profesor de química en una universidad o en un hospital. Si se le hace imposible encontrar los envases de HDPE (no debe ser una tarea imposible) siempre puede improvisar su propio sistema de entrega de metóxido a partir de un barril de acero pequeño o de un barril de plástico de 5 galones.

Al construir su envase de metóxido, desea cinco cosas:

1. Un adaptador de ventilación que pueda conectar con una manguera fina que conduzca al exterior o a una bomba de aire.
2. Una válvula de drenaje al fondo del tanque que pueda conectar a una llave de bola y conduzca al tubo de aspiración de su bomba.
3. Una manera fácil de transferir el metanol al envase del metóxido desde su barril de metanol
4. Una manera fácil de agregar el NaOH o el KOH a su envase de metóxido.
5. Sellos apropiados para asegurarse de que el aire no pueda escaparse del envase de metóxido (debe probar sus sellos agregando agua a su tanque).

Para ver una imagen de un tanque de metóxido, por favor consulte el apéndice.

Cómo producir metóxido con el hidróxido del sodio:

1. Adición del Metanol: Calcule el 20% del volumen del aceite, y agregue esa cantidad de metanol en su envase del metóxido. Por ejemplo, si tuviera un lote de 100L de biodiesel, agregaría 20L de metanol.

a. Saber cuanto hay en su contenedor: En la Universidad de Whitman, tuvimos la fortuna de tener un recipiente para el metóxido que estaba hecho de plástico HDPE claro. Escribimos nuestras propias marcas en el recipiente midiendo diez litros de agua a la vez, agregando el agua al contenedor y marcando la medida. Continuamos haciendo esto hasta 36L porque eso era lo más que necesitaríamos medir.

i. Si no tiene el lujo de un contenedor claro, debería poner un pequeño contenedor de HDPE (un bote de leche de 1L puede servir) en la parte de abajo de un palillo que mida 1 metro de alto. Agregue agua a su recipiente de metóxido con el palillo flotando verticalmente en el agua. A medida que agrega el agua, el palillo se levantará una cantidad específica que corresponde directamente a cuánta agua está en su tanque. Haga las marcas mientras agrega el agua para saber cuánto líquido está en el tanque a una altura dada.

b. Bombeando el Metanol: Para extraer el metanol de su contenedor de 55 galones de metanol, necesitará una bomba de mano para barriles. Éstas se pueden comprar en casi cualquier almacén de pintura o en algún almacén de provisiones para la granja. Una cosa que hemos descubierto es que estas bombas crearán un efecto sifón al bombear hacia un jarro de líquido a su altura o más bajo. Cada bomba de mano de barril tiene una manera de detener el bombeo del líquido. Cerciórese de saber como parar el efecto sifón en su bomba antes de comenzar a bombear. Asegúrese también de saber cuánto líquido escurrirá la bomba una vez que pare el efecto sifón. Ésta podría ser la diferencia entre derramar el metanol sobre usted mismo y hacer este procedimiento con seguridad. Siempre bombee el metanol en un área ventilada cuidadosamente. Una vez que termine, cerciórese de cerrar la tapa de su recipiente de metóxido y del de metanol.

2. Agregando NaOH: Por cada litro de aceite que tenga, debe agregar 5 gramos de NaOH a su metanol. Por ejemplo, si tuviera 20L de aceite, usted agregaría 100g de NaOH. Este número se calcula para el NaOH 100% puro. Si está utilizando NaOH impuro, necesitará ajustar su número base del NaOH. Esto se hace convirtiendo el porcentaje de pureza en un decimal, y después dividiendo su número base por este decimal. Éste será el número base modificado. Una vez que tenga su número base calculado, agregue 1 gramo de NaOH por litro por cada mililitro de líquido de titulación que utilizó. Consulte la sección de las titulaciones para más información.

a. Un Ejemplo: Digamos que está haciendo un lote de 20 litros de biodiesel usando NaOH que es 90% puro y el aceite tiene un número de titulación de 4.6.

Encuentre su número base de gramos NaOH por litro:

Numero Base Modificado = Numero Base Puro/ Pureza

5.6= 5.0/ 0.90

Calibración para el Número de titulación:

Numero Base Modificado + Numero de titulación = Catalizador total por litro

6. + 4.6 =10.1 gramos de NaOH por litro de aceite


Calibración para la Cantidad de Aceite:

Gramos por litro x litros de aceite = gramos totales del catalizador a agregar

10.1 x 20 = 202 gramos de NaOH en total.

b. Seguridad y calidad: Cuando pese su NaOH, recuerde que este atrae el agua, así que no desea dejarlo en espacios abiertos por periodos largos de tiempo. Siempre use guantes y gafas protectoras. Trate de no formar polvo de NaOH al sumergir su cuchara (o cualquier otro utensilio para sacar la lejía) en los gránulos u hojuelas. Usar un embudo para agregar el NaOH será de gran ayuda. Recuerde: agregue siempre el NaOH al metanol y NO de la otra manera. Si agrega el metanol al NaOH puede crear un agujero en el fondo del contenedor del metóxido. Una vez que agregue el NaOH al envase del metóxido, cierre la tapa para que no se escape el aire.

3. Agregando KOH: Todo es igual que con el NaOH excepto que su numero base es 7.0 gramos en vez de 5. Si piensa usar KOH, asegúrese de que haga la titulación con KOH del mismo grado de pureza.

4. Disolviendo el NaOH/KOH: Asegurándose de que la tapa esté bien colocada y que todo esté hermético, agite el recipiente del metóxido cada pocos minutos durante 25- 30 minutos. Puede hacer esto oscilando el contenedor del metóxido hacia adelante y hacia atrás. Después de 25 minutos: póngase unas gafas protectoras, mantenga la respiración y rápidamente mire dentro del contenedor. Si ve CUALQUIER sólido del NaOH o del KOH continúe mezclando. Si no ve ninguna partícula, esta listo para agregar el metóxido. (asumiendo que el aceite ha alcanzado 55C).

Nota sobre cantidades de los reactivos: Todos los números para los reactivos presentados anteriormente son los números que utilizamos. Hay discusión todavía en nuestra comunidad del biodiesel sobre el uso de otros números, especialmente para el metanol. Muchos productores de biodiesel casero utilizan desde el 18 por ciento al 24 por ciento de metanol por volumen con varias ventajas y desventajas. Sentimos que 20 por ciento es un buen equilibrio, pero los incitamos mucho a la investigación, experimentación y las pruebas de la calidad.

Cómo transportar el metóxido a su tanque:

1. Bombearlo: Conecte la válvula de enchufe inferior en su tanque del metóxido con una válvula de entrada unida a la plomería conectada con la bomba para su procesador. Su bomba normalmente hala el aceite del fondo del procesador; cierre ¾ de esta válvula. Al mismo tiempo, abra la llave de bola de entrada conectada con el tanque del metóxido y la válvula de entrada en la plomería para dejar que el metóxido sea aspirado dentro del sistema a través de la bomba. De esta manera el metóxido se mezclará con el aceite a medida que se agrega.

a. Seguridad: Al hacer esto cerciórese de que el tanque del metóxido esté sobre la bomba, pero no sobre el nivel del hombro. De esta manera, si hay un escape, el metanol no rociará su cara. Asegúrese de comprobar todas las conexiones para saber si hay algún escape.

b. Longevidad de la Bomba: Operar las bombas secas (total o parcialmente) es extremadamente difícil para el motor. Cuando el metóxido se le vaya a acabar, abra la válvula de entrada del aceite a la mitad de modo que el aceite fluya con libertad a la bomba. Esto ayudará, pero puede que no solucione el problema totalmente. Cerciórese de tener cuidado, porque si abre demasiado la llave de bola, puede terminar inundando el tanque de metóxido con aceite. Puede ser necesario drenar el litro restante de metóxido en una taza y agregarlo al procesador con un embudo.

2. Verterlo: Si tiene un procesador pequeño, puede estimar conveniente simplemente verter el metóxido en el procesador. Para reducir al mínimo la exposición a los humos del metanol, agregue una llave de bola grande en la tapa del procesador de modo que pueda agregar el metanol por medio de un embudo. Cerciórese de siempre estar en un área extremadamente ventilada al verter el metanol en el procesador; usar ventiladores puede ser de mucha ayuda. También cerciórese siempre de que la temperatura sea de 55C o más baja al agregar el metanol. Reduzca al mínimo todas las fuentes de chispas posibles.

Proceso Hermético y Prueba del Procesador

El procesador debe estar herméticamente cerrado por la misma razón que el tanque de metóxido: la fuga de gases. El metanol y el metóxido no sólo son explosivos sino también muy venenosos.

El primer paso para el proceso hermético es estar seguro de que cualquier soldadura que haya hecho mantenga el aire adentro. Si tiene una tapadera, también revísela. Comience haciendo una prueba visual completa y haga parches en cualquier agujero que encuentre con resina resistente a temperatura (preferiblemente haga que las suelden nuevamente). Para probar la hermeticidad del procesador, nosotros cerramos todas las válvulas, excepto dos: la válvula de ventilación y cualquier otra válvula. La válvula de ventilación está conectada a un pequeño tubo de escape de plástico transparente que sumergimos en una botella transparente de agua. Después, abrimos la segunda válvula y soplamos aire dentro del tanque, cerrándola antes de quedarnos sin aire. El soplar aire en el tanque agrega más presión de aire al tanque. Ya que el tubo de aire está conectado al tanque, más aire será forzado dentro del tubo para que la presión en el tubo y en el agujero de ventilación pueda distribuirse de manera uniforme. Si se fija en el tubo de escape sumergido en la botella de agua, notará de que el aire ha sido empujado dentro del agua. Observe la burbuja de agua con cuidado. Si hay algún cambio en la burbuja de agua, significa que debe haber una fuga.

Antes de que coloque el biodiesel en el procesador, debe probarlo con agua primero. Despacio, llene su procesador con agua y busque cualquier gotera que pueda haber. Márquelas a medida que las ve, ya que una gotera puede ser difícil de ser vista cuando una gotera que está encima la cubre de agua. Al construir un procesador, se debe probar con agua primero antes de agregar aislamiento para poder ver el procesador completo y para evitar complicaciones si hay goteras. Una vez, que tenga confianza en su tanque, abra las válvulas conectadas a su bomba u otros tubos para probarlas. Por último, puede usar esta oportunidad para probar su método de calentamiento y asegurarse de que funciona bien.

Un problema con el procesador hermético es la acumulación de la presión. Esto sucede como resultado del incremento de temperatura y de la adición del metóxido. Para lidiar con este problema, la mejor solución es aflojar un poco la presión. La mayoría de la gente que hace biodiesel en Estados Unidos, hace esto uniendo un acoplador pequeño a su procesador y sondeando esto a una manguera plástica pequeña. Esta manguera se dirige afuera o a un condensador. Para más información, véase la sección de calentamiento y el apéndice.



Limpiando su Biodiesel

Después de su reacción, su biodiesel estará saturado de contaminantes. La mayoría de los productores caseros usan una de las opciones descritas en las siguientes secciones para limpiar estos contaminantes. Todos estos métodos tienen sus ventajas y desventajas y la utilidad de cada uno dependerá en sus recursos y el tiempo que tenga disponible para la producción.


Resumen

Lavado con agua

*La manera más fácil y barata de comenzar
*Ocupa grandes cantidades de agua limpia
*Implica una gran inversión de tiempo por lote (hasta una semana).

Evaporación y filtración del metanol

*Sólo ocupa electricidad, pero ocupa mucha
*Requiere una inversión inicial algo grande
*Aún se necesita más investigación sobre los efectos de la polimerización
*Requiere solo un día por lote

Contra corriente:

*La instalación es complicada e implica partes difíciles de encontrar
*Ocupa una décima parte del agua usada en lavados convencionales
*Lotes de 30 galones se lavan en media hora.
*Un poco mas de investigación puede hacer el sistema aún mas efectivo

Lavar o no lavar el biodiesel?

Dentro de la comunidad de biodiesel unos piensan que es correcto lavar el biodiesel y otros no lo estiman necesario. Esperamos que al presentarles en el siguiente capítulo ambos lados del debate ustedes puedan tomar su propia decisión.

Argumentos a favor de lavar el biodiesel:

1. Dejar jabón en el biodiesel causa lo siguiente:

a. El punto de gelatinado del biodiesel será mayor ya que el jabón se convierte en gel a una temperatura más alta que el biodiesel.
b. El biodiesel será más viscoso y por ende será más difícil que el motor lo utilice.
c. El biodiesel será más corrosivo porque los jabones son corrosivos. A lo largo esto dañará el motor.

2. Al no lavar el biodiesel es posible que éste quede con trazos de metanol. El metanol es extremadamente corrosivo y puede deteriorar el motor de diesel.

3. Residuos de glicerina también pueden quedar si el biodiesel no se lava. Esto presenta un problema ya que la glicerina es mucho más densa y viscosa que el biodiesel y entonces podría dañar el motor.

Argumentos a favor de no lavar el biodiesel:

1. A medida que pasa el tiempo los jabones se habrán asentado, especialmente si el contenedor de biodiesel se destapa para permitir que el metanol se evapore. Esto deberá solucionar los problemas asociados con el alto punto de gelatinado, densidad, viscosidad y corrosión.

2. Si está en un clima caliente, la conversión a gel no es un problema.

3. Aunque queden pequeños residuos de metanol, jabón, y glicerina, después de asentarse las cantidades son tan pequeñas que el impacto es insignificante.

Análisis de los argumentos:

Invariablemente, después de la reacción tendrá algo de metanol en el biodiesel (de 2-3% por volumen). Desafortunadamente, el jabón y la glicerina son solubles en metanol y el metanol es soluble en biodiesel. Esto significa que el metanol que está suspendido en el biodiesel también está suspendiendo otros contaminantes del biodiesel. Por consecuente, al haber metanol en el biodiesel, es probable que haya jabones también presentes. La mayoría de los jabones se precipitarán si se permite la evaporación del metanol. Sin embargo, al realizarse esto, gases muy tóxicos son expulsados a la atmósfera. Pequeñas cantidades de metanol te pueden dejar CIEGO. 50mL de metanol son suficientes para matarlo; por esta razón permitir la evaporación del metanol del biodiesel sin tomar precauciones es una medida muy negligente. Mire nuestra sección sobre la evaporación y filtración del metanol para más información sobre otra solución.

Si decide no lavar el biodiesel y es tan consciente que no desea exponer a sus vecinos a los mortíferos gases de metanol, siempre tendrá un poco de metanol y algunos jabones en su biodiesel. Entre más espera que la glicerina y el biodiesel se asienten es mejor, pero siempre es importante saber que no podrá resolver completamente el problema del metanol y los jabones que permanecen en el biodiesel. Sin embargo, es importante notar que muchas personas no lavan el biodiesel y no han tenido absolutamente ningún problema con sus motores. Estas personas dejan un espacio de dos semanas antes de utilizar el biodiesel, para que las sustancias se asienten. Ya que somos tan cuidadosos, le recomendamos que espere unos cuantos meses antes de utilizar el biodiesel no lavado, para permitir el asentamiento de las sustancias (sin embargo hay muchos que han tenido la suerte de obtener un biodiesel efectivo después de un período de 2 a 3 semanas de asentamiento). La decisión de lavar o no lavar el biodiesel está en sus manos. Debe considerar que si desea vender el biodiesel, éste tiene que haber sido previamente lavado. El combustible no lavado no sólo viola ciertas regulaciones sino que también es poco ético venderlo ya que podría dañar el motor de otra persona y como resultado darle una mala reputación al biodiesel que usted produce.

¿Por qué a la gente no le gusta lavar el biodiesel?:

Al no lavarlo la gente no gasta en los muchos galones de agua necesarios para lavar el biodiesel. Lavar implica mucha energía y recursos. Además, si lava el biodiesel también tiene que secarlo. Aunque muchas personas secan el biodiesel colocándolo en un barril negro bajo el sol, esta opción puede no estar disponible para mucha gente. El proceso de secar el biodiesel puede resultar también muy costoso debido a las grandes cantidades de electricidad necesarias para calentar el biodiesel y ayudar en el proceso de evaporación del agua.

¿Por qué lavamos?:

Lavamos el biodiesel porque es más seguro de esta manera. Hasta que no haya estudios definitivos sobre qué es mejor, lavar o no lavar, nosotros no queremos arriesgar la longevidad de nuestros motores y preferimos entonces lavar el biodiesel. También ya que vivimos en climas más helados el riesgo de que el biodiesel se convierta en gel es eminente.

Encontrando un compromiso:
Casi todo el metanol deberá haber desaparecido del biodiesel después de la segunda o tercera lavada. Por lo tanto, si está preocupado sobre el metanol en el biodiesel, le recomendamos que lo lave de dos a tres veces y que lo deje asentarse por dos o más semanas. Esto deberá remover gran parte de los jabones y el metanol, conservando energía a la vez.

Si le interesa conocer sobre el agua o tiempo necesario para realizar el lavado, pero quiere producir un combustible extremadamente limpio, debería leer sobre los métodos alternativos
de limpiar el biodiesel, tales como el asentamiento extensivo, el sistema de recuperación y filtración de metanol (presentado posteriormente en este capitulo), el magnasol y el lavado de contra-corriente.

Teoría de lavado a base de agua

Algunas partes de este articulo han sido tomadas del ensayo “Lavando Biodiesel con Burbujas y Afrontando Problemas de Lavado” de Maria Alovert. Agradecemos a los pioneros que nos han traído tan lejos.

INTRODUCCION:

Después de la reacción y del asentamiento inicial, algunas impurezas solubles en agua quedan en el biodiesel. Estas impurezas se encuentran en todo biodiesel fabricado artesanalmente, independientemente de la calidad de la reacción o del aceite. La mayoría de los contaminantes son jabones, una pequeña cantidad de residuos de metanol, una pequeña cantidad de residuos de lejía y glicerina libre. Lavar el combustible con agua remueve algunas de estas impurezas, pero no remueve mono- y diglicéridos (los contaminantes que resultan de una reacción incompleta).

El lavado también tiene otras dos ventajas: detiene el resto de la reacción lenta que algunas veces ocurre (en el biodiesel no lavado a veces puede observarse la glicerina asentándose durante un periodo de meses o semanas, lo cual puede detenerse lavando el combustible y removiendo el metanol o el catalizador) y provee información para el control de calidad.

Usar un tanque separado para lavado es bueno por tres razones:

1. El proceso de lavado puede tomar varios días y tener un tanque separado para lavado habilita su tanque procesador para fabricar más biodiesel.

2. El tanque procesador frecuentemente está cubierto de residuos de aceite y de glicerol, los cuales retardan la reacción.

3. Lavar en el tanque procesador dejaría residuos de agua, los cuales tendrían que ser totalmente removidos antes de fabricar el siguiente lote de biodiesel. Al escoger un tanque para lavado debe considerar varias cosas. Primero, los tanques con una base cónica son mejores para drenar el agua, un proceso que necesitará realizar varias veces por cada producción de biodiesel. Segundo, necesitará una llave de bola en la base para este drenaje. Finalmente, tiene que asegurarse que su tanque tenga espacio para el biodiesel que lavará y el agua que usará para lavar un lote.

Los barriles de 55 galones son excelentes para utilizarse como tanques de lavado. Normalmente, solo se debe soldar una llave de bola abajo del barril. Soldar una base cónica abajo del barril sería ideal, pero no es necesario. Ya que nuestro tanque de lavado no tenía una base cónica, nos dimos cuenta de que perdimos casi un cuarto de taza de biodiesel por cada lavado. Depende de usted si vale la pena invertir en la base cónica. Si no tiene suficiente dinero para esto, debe por lo menos hacer una inclinación cónica al fondo de su barril. Puede realizar esto tomando un pedazo largo de metal y golpeando el fondo de su barril.

La temperatura es otro factor importante que debe tener en mente al lavar. Es más fácil trabajar con agua y biodiesel tibios. Existe una menor probabilidad de causar una emulsión que si utiliza estas sustancias heladas. Si está teniendo dificultades al lavar, agregar calor de primera instancia es una buena solución. Generalmente no es necesario calentar el agua y el biodiesel, lo cual puede resultar costoso a largo plazo. Sin embargo, vale la pena mencionar esta opción, Una idea que hemos considerado es pintar el barril de negro y permitir que éste absorba energía solar. Las únicas desventajas serían el costo del barril y el espacio necesario. Si está planeando utilizar agua o biodiesel caliente, debe insular su tanque para prevenir la pérdida de calor.

Entre más tiempo deja que su biodiesel se asiente después de la reacción, más fácil será el proceso de lavado. Algunas personas dejan que su biodiesel se asiente por mucho tiempo (meses) que sienten que no necesitan lavarlo. Deben realizarse más experimentaciones sobre las estrategias de asentamiento y su posibilidad de eliminar el lavado. Dejar que su biodiesel se asiente durante la noche antes de lavarlo es una buena medida, pero más tiempo de asentamiento es siempre mejor. Debe experimentar con esto. Además, prelavar su biodiesel facilitará el proceso de lavado y reducirá el tiempo de asentamiento necesario antes de realizar otro lavado.


Métodos de Lavado:


Existen cuatro maneras principales de lavar el biodiesel: lavado con burbujas, lavado mediante atomización, lavado con agitación y lavado estático. Estos diversos lavados pueden ser utilizados juntos o separados, pero deben formar una estrategia de lavado cohesiva.

1. LAVADO CON BURBUJAS

El lavado con burbujas consiste en añadir agua gentilmente al biodiesel (generalmente en proporciones de1/3 de agua y 2/3 de biodiesel o ½ de cada uno—diferentes proporciones requieren diferentes duraciones de lavado), agregar una piedra de aire de acuario y colocar una bomba de aire en la porción de agua (localizada bajo una capa flotante de biodiesel) que burbujee el aire a través del agua. Las burbujas de aire recogen una diminuta cantidad de agua y la transportan a través del biodiesel, creando una agitación indirecta de los dos líquidos y recogiendo jabones y otros contaminantes en el camino. Cuando la burbuja explota en la superficie, deja caer el agua recogida, la cual absorbe más jabones y otros contaminantes a medida que se hunde. El tiempo de saturación dependerá de la cantidad de agua que se utilice, de cuántos lavados se han hecho y del sistema de burbujeo. Debes continuar lavando con burbujas hasta que el agua de lavado se mantenga transparente durante un lavado. También puedes ver el pH de tu agua antes y después de un lavado. Si el pH del agua se queda igual antes y después del lavado, significa que no hay más contaminantes siendo extraídos, así que tu proceso de lavado está completo. El agua usada para lavar puede ser reutilizada para lavar lotes de biodiesel subsiguientes (esto está explicado abajo como ´Contra-Corriente´).

Para los productores de biodiesel casero frecuentemente es problemático lavar con burbujas, ya que el biodiesel lentamente corroe la mayoría de los burbujeadores de acuario en unos pocos días. Para lidiar con este inconveniente, algunos de los productores artesanales utilizan burbujeadores de cerámica, madera o metal. Otros cuidadosamente se aseguran de añadir su agua primero y luego agregar su biodiesel para evitar el contacto entre el biodiesel y los burbujeadores. Para recobrar sus piedras de burbujeo, ellos atraviesan la capa de biodiesel con una bolsa de plástico, cubren las piedras y luego las sacan a través del biodiesel.

Una manera de aumentar la efectividad del lavado con burbujas es incrementar su agresividad. Cambiar de una bomba de acuario a un compresor de aire y de piedras de burbujeo a tubería de cobre con pequeñas perforaciones producirá un sistema más potente y al mismo tiempo evitará el problema de la corrosión de las piedras de burbujeo. Puedes utilizar este sistema solamente para los últimos lavados (cuando tu biodiesel puede aguantar un lavado de burbujas fuerte) o puedes encontrar un compresor de aire ajustable para que puedas incrementar su poder lentamente a medida que laves. Las pruebas de “sacudida” son una buena manera de determinar cuando tu biodiesel está listo para un lavado con burbujas más fuerte.

Ventajas

1) Efectividad: El lavado con burbujas es el método más limpio para lavar tu biodiesel. Comparado con otros métodos de lavado, la agitación constante y completa de las burbujas tiene una mayor habilidad de remover contaminantes. Por ende, frecuentemente el lavado final del biodiesel consiste en un lavado con burbujas.

2) Eficiencia: Sólo el lavado con agitación utiliza menos agua que el lavado con burbujas. La mayoría de las bombas de acuario usan menos de 5 watts de electricidad.

3) Costo: La instalación del sistema de lavado con burbujas es barata ya que solamente requiere una bomba de aire pequeña, tubería y un aparato que produzca burbujas. Aunque sea nuevo, todo el equipo puede ser comprado por menos de $30 (E.E.U.U.).

4) Automatización: El lavado con burbujas puede automatizarse fácilmente o hacerse sin supervisión. Esto puede facilitarse aún más usando un cronómetro.

Desventajas:

Emulsiones: Si ha producido biodiesel de mala calidad o está lavando un lote muy pequeño, el lavado con burbujas puede agitar el agua y el biodiesel demasiado vigorosamente, causando la emulsión de ambos líquidos. La emulsión es uno de los más grandes problemas de lavado, pero también puede ser un indicador de la calidad de su proceso. Las reacciones incompletas aumentan drásticamente la probabilidad de crear una emulsión, así que si surge una emulsión, debe realizar pruebas para determinar la calidad de su biodiesel. Sin embargo, una emulsión no necesariamente significa que algo anda mal ya que el lavado vigoroso de biodiesel bien reaccionado también puede conducir a una emulsión. Si las experimentaciones de control de calidad demuestran que tiene biodiesel bien reaccionado, considere utilizar un lavado inicial ligero (tal como un lavado estático o de atomización) y luego utilizar un lavado con burbujas. Para más información lea los capítulos sobre emulsiones y control de calidad.

2. LAVADO DE ATOMIZACION/ROCÍO

El lavado de atomización fue desarrollado como una manera de afrontar los problemas relacionados con las emulsiones. Este sistema utiliza más agua y un equipo más complicado. Use un atomizador (generalmente de una tienda de suministros para jardines) suspendido sobre un recipiente de biodiesel. Las minúsculas gotas de agua que rocía el atomizador caen y pasan lentamente por el biodiesel, agitando el combustible menos que el lavado con burbujas y removiendo los contaminantes gradualmente. Una agitación más gentil da menos lugar a que los jabones y los monos- y di-glicéridos formen una emulsión.

Ventajas

Gentileza: El lavado de atomización es mucho más gentil que el lavado de burbujas, así que es más difícil que cause una emulsión. Por ende, el lavado de atomización es un excelente lavado inicial.

Desventajas y Soluciones

1) Consumo de Agua: El lavado de atomización usa mucho más agua que el lavado con burbujas. Este problema puede ser resuelto parcialmente al reciclar el agua utilizando un lavado de contra corriente (descrito abajo) aunque esto depende en la calidad de los atomizadores. Otra solución es comenzar con un lavado de atomización y luego utilizar otra estrategia de lavado.

2) Automatización y equipo: El lavado de atomización es más difícil de automatizar que el lavado con burbujas—dejar abierto un atomizador por mucho tiempo hará que su biodiesel se desborde de su tanque. Para afrontar este problema, la comunidad del biodiesel toma el tiempo de los lavados de atomización para asegurarse de que no haya inundaciones o utiliza una tecnología automática de drenaje. A medida que el nivel del líquido en su tanque sube, un flotador abre una válvula localizada en la base del tanque y drena una parte del agua. A medida que el flotador baja de nuevo, la válvula se cierra y su lavado de atomización continúa. Todo esto refuerza el hecho de que el lavado de atomización generalmente requiere más equipo y complicaciones que el lavado con burbujas. También requiere una fuente de agua (tal como una manguera) que proporcione una presión constante. Una posible solución sería usar un balde o una bolsa con una boquilla atomizadora adherida a la base. La gravedad crearía la presión necesaria para que una cantidad determinada de agua escape, eliminando la necesidad de un sistema para control de derrames y para una presión de agua constante.

3) Saturación: Frecuentemente nos hemos dado cuenta de que el rocío extremadamente fino satura nuestro biodiesel y por consecuente toma bastante tiempo para que las gotitas pasen a través del biodiesel. Esto representa un problema si intenta secar su biodiesel después de un lavado de atomización. Para el lavado inicial, calentar el biodiesel o utilizar agua caliente ayuda mucho. Para los demás lavados, una buena solución es combinar cada lavado de atomización con un lavado de burbujas. Las burbujas proveerán suficiente agitación para mover el rocío a través del biodiesel.

4) Lavados incompletos: Ninguno de los lavados mencionados puede compararse con un lavado de burbujas final. El lavado de atomización no es lo suficientemente violento para remover los últimos residuos de contaminantes. Es recomendable finalizar con un lavado con burbujas.

**Posible Modificación: lavado con aspersor (regadera). Otra idea en la que hemos estado pensando es utilizar un aspersor rotatorio para proveer el agua de lavado. Esta sería una versión mucho más rápida y más violenta del lavado de atomización y sería una síntesis de los lavados de atomización y de agitación. Después de agregar el agua a través de la cabeza del aspersor, podría comenzar un lavado con burbujas.

3. LAVADO ESTATICO

El lavado estático es la forma de lavado más gentil, no requiere equipo y necesita muy poco trabajo. Consiste en verter agua (preferiblemente caliente) en un tanque de biodiesel y dejar que los líquidos reposen juntos. El contacto entre la capa de agua en la base y la capa de biodiesel arriba crea un efecto de limpieza lento y gentil debido a la polaridad del agua y a las gentiles corrientes de convección creadas a medida que la temperatura se equilibra. Por ello, el lavado estático es un lavado inicial excelente.

El tiempo que tomará para que el agua se sature depende principalmente de su temperatura, la cantidad de agua y el tipo de tanque de lavado que se utilice (el área de la superficie de contacto entre el agua y el biodiesel). Nosotros utilizamos agua a 35C, 20 galones de agua por cada 30 galones de biodiesel y un tonel de acero como nuestro tanque de lavado. Nuestros lavados estáticos necesitaron cerca de 8 horas para alcanzar el grado de saturación.

Ya que no tiene agitación, el lavado estático es más que todo útil solamente como un lavado primario o secundario y como una manera de encargarse de las emulsiones. El lavado estático puede lavar totalmente un lote de biodiesel, pero esto quizás tomaría varias semanas por cada lote.

4. LAVADO DE AGITACION:

El lavado de agitación consiste en mezclar el biodiesel y el agua y agitar (normalmente al transportar el biodiesel y el agua a través de una bomba u otro aparato para mezclar). Los tiempos de lavado son de 5 a 30 minutos. Encontramos que una agitación por 30 minutos funciona mucho mejor que un lavado de agitación por 5-10 minutos; sin embargo, esto estaba basado en un sistema de mezcla que usaba una bomba en un clima helado. El tiempo de agitación necesario variará dependiendo del clima y la estrategia de mezclar. Además, entre más violenta y más larga es tu agitación, es más probable que cause una emulsión. La mayoría de las personas dejan que el agua y el biodiesel se separen durante 10-20 minutos antes de drenar el agua y continuar con su siguiente lavado.

La agitación puede ser el método de lavado más rápido, pero tiene algunos peligros. Primero, el lavado es fuerte y tiene la más alta probabilidad de producir una emulsión. Las personas que generalmente usan lavado de agitación tienen un biodiesel muy bien reaccionado y con un bajo contenido de jabones. Ya que el calor hace que el lavado se más fácil, ellos también tienden a mantener su biodiesel y su agua de lavado a una alta temperatura (hasta 40C). En segundo lugar, como todos los otros tipos de lavado, el lavado de agitación nos ha demostrado poder eliminar tantos jabones como el lavado final con burbujas. Por esta razón, el lavado de agitación generalmente es seguido por un lavado de burbujas. Hemos experimentado realizar un lavado de agitación con un agitador manual. Para fabricar el agitador, deslizamos un pedazo de madera a través del mango de un cajón de leche y atornillamos una barra (nuestro agarradero) al centro de ese pedazo de madera. Nuestra última prueba de lavado necesitó 7 de estos lavados de agitación y todavía no producía agua clara. Dentro de nuestro grupo, todavía hay controversia relacionada con la efectividad de los lavados con vara, pero opinamos que esto requiere más experimentación.

Reusando el Agua de Lavado de Contra-Corriente (Directamente de Maria Alovert):

Si tiene el espacio y produce un lote de biodiesel relativamente grande, es bueno saber que puede reusar hasta cierto punto el agua de lavado para lotes subsiguientes. Esto se conoce como un sistema de contra corriente.

El agua necesita ser cambiada porque se ha alcanzado un equilibrio entre la cantidad de jabones en el agua y la cantidad de jabones en el biodiesel, así que el agua ya no absorbe más jabones de ese lote de biodiesel. Pero si guarda esta agua y la reusa en OTRO lote, un paso ANTES en el proceso (por ejemplo, para lavar combustible que tiene más contenido de jabón que el lote para el cual usó el agua), el agua todavía absorberá más jabones. Por ejemplo, reuse el agua del paso de lavado #2 en el paso de lavado #1 para el siguiente lote que lave. De esta manera solamente necesita desechar el agua del lavado #1 y solamente después de que haya sido reusada para tres otros lavados en lotes anteriores.

Sin embargo, mantener tanta cantidad de agua almacenada no es práctico para todas las personas debido a limitaciones de espacio. En nuestra cooperativa, no tenemos más espacio para almacenamiento de agua. No obstante, hemos intentado tener dos tanques de lavado operando a la vez. El lavado en un lote se comienza un día antes que el otro. Cambiamos el agua de lavado en ambos tanques al mismo tiempo, drenando el agua del lote más viejo al lote más nuevo. Aunque desechemos el agua antes de que sea reusada con más frecuencia (lo cual sería ideal), por lo menos la reusamos dos veces. También, en nuestro ultimo lavado removimos el biodiesel al bombearlo por la parte de arriba y dejamos la última agua de lavado en el tanque, la cual utilizamos para el lavado inicial del siguiente lote de biodiesel.

Desarrollando una Estrategia Completa de Lavado

No existe un consenso universal con respecto a un método para lavar el biodiesel. Su estrategia de lavado dependerá de su tiempo, sus recursos y el tipo de biodiesel que producirá. No hay nada que pueda remplazar su propia experimentación. Sin embargo, podemos hacerle algunas sugerencias para crear una estrategia unificada de lavado a partir de los cuatro métodos de lavado presentados.

Primero que todo, tenga en mente su tiempo. Si sólo está intentando lavar un lote a la semana, entonces algo extremadamente simple, tal como un lavado estático con agua helada seguido por un largo lavado con burbujas, puede ser una buena opción. Si necesita lavar grandes cantidades de biodiesel continuamente en un corto periodo de tiempo, puede utilizar calentamiento, tanques más grandes y múltiples, e intentar un lavado de agitación o una combinación de lavado con burbujas y lavado de atomización (comiece con un lavado de atomización solamente y luego realice un lavado de atomización mientras lava con burbujas a la vez). Si el agua es un recurso escaso, entonces puede ser conveniente dejar que el biodiesel crudo se asiente por más tiempo o intentar otro método de limpieza (tal como un sistema de contra-corriente o de evaporación de metanol). Si la electricidad es limitada o no es accesible, entonces un sistema de lavado de atomización libre de electricidad, un lavado de agitación con un agitador o una bomba manual, o una bomba de acuario (pecera) conectada a un pequeño panel solar, probablemente sean buenas opciones. La experiencia es la mejor maestra.

El control de calidad es una gran manera para determinar la efectividad de cada paso de su lavado. La mejor manera de hacer esto es encontrar la cantidad de jabón en su biodiesel después de cada lavado. La sección de control de calidad explica como averiguar si su biodiesel contiene jabón. Asegúrese de también probar su biodiesel para cerciorarse de que está bien reaccionado.





Lavado de Contra-Corriente

Lavar es esencialmente la tarea de usar agua para limpiar su biodiesel. Los sistemas de contra-corriente son los sistemas de lavado con agua más complicados de construir y requieren bastante prueba y error, pero son superiores en términos de tiempo y su bajo consumo de agua. La teoría convencional es dirigir continuamente pequeñas cantidades de agua a través de su biodiesel para limpiarlo, pero por qué no dirigir pequeñas cantidades de biodiesel a través de grandes cantidades de agua? El sistema de contracorriente funciona así.


Los sistemas de lavado contra-corriente utilizan una característica principal del biodiesel y agua: la diferencia en densidad. El biodiesel es menos denso, por lo cual siempre flota sobre la superficie del agua y se acumula. El biodiesel es bombeado hacia la parte inferior del tubo, se acumula en la parte superior donde se separa del agua, y después se drena en otro tanque. Esto sería sencillo, a excepción de que rápidamente su agua se satura con contaminantes y deja de lavarse. Para lidiar con este problema una válvula extremadamente pequeña permite la entrada de agua a la parte superior del tubo. La constante corriente de agua empuja el agua sucia fuera del tubo y hacia un desagüe. La manguera de desagüe esta localizada paralelamente al tubo principal de limpieza y después se dobla a la derecha justo debajo de donde emerge el biodiesel limpio. Esto mantiene el agua fresca y a un nivel constante, y el biodiesel brotando y limpiándose al mismo tiempo. Además, esto mantiene el agua más limpia en la superficie donde el biodiesel la necesita más para terminar el efecto de limpieza. Hay cuatro factores que deben ser tomados conjuntamente en consideración para hacer funcionar el sistema de lavado contra-corriente.

1) La relación entre la altura y anchura de los tubos: Generalmente nuestra comunidad utiliza tubos de 6 pulgadas de una variedad de alturas. Los tubos más finos han sido responsables de producir fluctuaciones de temperatura, pero más pruebas podrían revelar una manera de resolver este problema. Los tubos más grandes de 6 pulgadas usan el agua de una manera más ineficiente. Si usted construye una contra-corriente lo suficientemente alta (6-8 pies usando tubo de 6 pulgadas) podría solamente necesitar pasar el biodiesel a través del sistema una vez antes que esté completamente limpio.

2) Índice de Flujo: Averiguar el índice ideal del flujo de su biodiesel hacia el tubo y de su agua hacia el tubo va a depender del tamaño del tubo que usa: del lugar donde están las encajaduras externas del agua y biodiesel: y a un menor grado, de la temperatura. Idealmente usted quiere maximizar el índice de flujo del biodiesel y minimizar el índice de flujo del agua. Si usted bombea el biodiesel adentro demasiado rápido se va a sobre-saturar, si bombea el agua hacia adentro demasiado lento también se va a sobre-saturar. Si cualquiera es muy rápido, el delicado balance de contracorriente será destruido y usted tendrá agua y biodiesel saliendo de la tubería para salida de biodiesel. Con un tubo de 6 pulgadas, muchas personas han tenido éxito usando un flujo de agua equivalente a 1/3 del flujo de su biodiesel (1 galón de biodiesel por minuto y 1/3 de galón por minuto de agua). Esto significa que toma 10 galones de agua limpiar 30 galones de biodiesel.

3) Posición de tus puertos de agua-fuera y biodiesel-fuera: Estas posiciones van a depender en el tubo, la temperatura en la que está operando y en los índices de flujo de su bomba. Usted tendrá que experimentar con estos factores para poder determinar la localización exacta de ambos drenajes. Sin importar el caso, el biodiesel-fuera debería de estar justo arriba del agua-fuera. Si hay mucha distancia entre las dos salidas, el biodiesel nunca se va a drenar; va a desplazar el agua continuamente. Si no hay una distancia suficiente, el biodiesel tendrá la oportunidad de asentarse y el agua se drenará con el mismo.

4) Temperatura: Cambiar la temperatura del biodiesel entrando al sistema o del agua entrando al sistema, o añadiendo una espada para calentar cambiará las propiedades del sistema. Primero, va a cambiar la densidad, lo que significa que usted necesitará recalibrar la relación entre el agua y el biodiesel que salen. Segundo, las propiedades de limpieza del agua cambiarán, haciéndola más efectiva. Tercero, puede crear dinámicas interesantes de flujo, tales como las fluctuaciones de temperatura. Y finalmente, si su biodiesel está suficientemente caliente en su camino a través del sistema, puede significantemente reducir las necesidades de secado ya que el biodiesel se separará mejor del agua en la parte superior y podrá estar libre de agua para cuando se hele. El aislamiento será una gran ayuda para prevenir la perdida de calor.

Algunas ideas adicionales de gran ayuda incluyen:

*Usar una cabeza de ducha o un tubo pequeño con agujeros para el biodiesel en la válvula. Las gotas mas pequeñas de biodiesel flotando en el sistema se limpiarán más eficientemente.

*Llenar el tubo con canicas (maules) u otro obstáculo hará que el biodiesel tarde más tiempo al pasar por el tubo y puede causar una agitación del biodiesel, lo cual facilitará un mejor lavado

*Si calienta, use algún tipo de sistema de intercambio de calor. El agua y el biodiesel estarán bien calientes cuando lleguen a sus salidas, así que encuentre una manera para reciclar ese calor.

Tener que averiguar la relación entre todos estos factores puede ser difícil y consume tiempo; sin embargo, una vez que haya terminado tendrá un sistema optimizado que le ahorrará tiempo de producción, energía y agua. Con suerte pronto seremos capaces de dar a conocer nuestros planes para un sistema que solo toma una pasada corta, el cual fue diseñado en Centro América.


Secando su combustible

Introducción:

Si decide lavar su biodiesel, notará de que esta algo nebuloso después de que lo lave. Esto sucede porque todavía hay un poco de agua de lavado suspendida en su biodiesel. Antes de utilizar su biodiesel en su motor, es vital que extraiga toda el agua de su combustible. El agua puede ser muy mala para su motor. A continuación presentamos algunos métodos de secado:

1. Secado por Rocío y Calentamiento:

a. Descripción del Rocío: El secado con rocío utiliza el aire para ayudar a absorber la humedad de su biodiesel. Para secar con rocío, use una bomba para succionar el biodiesel del fondo del barril de 55 galones (o de otro recipiente) y bombee el biodiesel a través de una espumadera que rociará el biodiesel dentro del barril. Para un dibujo de esto, mire el diagrama en el apéndice. Nosotros realizamos esto al bombear el biodiesel por tubería que corre paralelamente al lado del barril. La tubería se engancha sobre la parte de afuera del barril y rocía el biodiesel dentro del barril. Para realizar este gancho, adherimos un codo de 90° al extremo del tubo de salida y luego adherimos un codo de 45° al codo de 90°. Al extremo del codo de 45°, adherimos la espumadera. Los codos conducían el biodiesel del barril a la espumadera, la cual rociaba el biodiesel para maximizar el contacto con el aire y la evaporación del agua.

b. Circulación del Aire: A medida que los vapores de agua se evaporan de su biodiesel, la humedad relativa del aire sobre su biodiesel aumenta drásticamente. Por esta razón, cuando seque su biodiesel, puede ser de mucha ayuda tener un ventilador que sople aire fresco sobre la superficie (no hacia adentro) de su barril.

c. Agregando Calor en un Clima Húmedo: Aunque no lo crea, muchas personas han tenido un gran éxito al secar su biodiesel con rocío en climas con humedad relativa de 90% o más. Ellos pueden lograr esto calentando su biodiesel de 49C-55C, dependiendo de la humedad relativa presente. Al combinar el secado con rocío y el calentamiento, ellos son capaces de lograr que su biodiesel se seque dentro de unas pocas horas. Un miembro de la comunidad de biodiesel de Estados Unidos hizo una prueba de calidad en su combustible después de secar con rocío en un clima con una humedad relativa de 90% y encontró que había una parte de agua por cada 3,000 partes de biodiesel.

d. Agregando Tiempo de Pendiente para un Clima Húmedo: Las personas también han encontrado de mucha ayuda soldar un barril de 55 galones arriba de otro barril de 55 galones. Esto permite que su biodiesel corra por un tubo de varios pies de altura. A medida que el biodiesel es rociado afuera de la parte superior del tubo de salida, tiene tres o cuatro pies para caer, lo cual contribuye a la evaporación del agua.

2. Secado con Burbujas y Calor:

a. El secado con burbujas y el secado con rocío tienen un efecto similar. Ambos crean una interfaz entre el biodiesel y el agua para contribuir a que el agua se evapore del biodiesel. Al secar con burbujas, mucha gente conectan un compresor de aire a un pedazo enrollado de tubería de cobre con pequeños agujeros. La tubería de cobre funciona como un burbujeador que no será disuelto por el biodiesel. Cuando seque con burbujas, es de particular importancia tener un recipiente ancho para crear la mayor superficie de contacto posible entre el aire y el biodiesel. También es importante tener un sistema de burbujeo que pueda transmitir burbujas a través de todo su biodiesel. A continuación hay un dibujo que debería darle una buena idea, pero por favor consulte el apéndice para mas dibujos útiles.

Recipiente de plástico de 100L con un burbujeador de tubería de cobre conectada a un compresor de aire. La válvula en la parte superior derecha está conectada con una bomba que circula el biodiesel para asegurarse de que todo está siendo burbujeado ya que el rollo es circular y el recipiente que lo retiene es rectangular.


b. Añadir calor a las burbujas tiene el mismo efecto descrito anteriormente en “Agregando Calor en un Clima Húmedo”.

c. Circulación de Aire: Cuando seque con burbujas, como cuando seca con rocío, es importante tener un ventilador sobre la abertura de su recipiente de biodiesel para circular el aire.

3. Secando en el Sol con un Barril Negro:

Mucha gente en la comunidad de biodiesel ha tenido gran éxito al pintar de negro un barril, poniendo un filtro para moscas sobre la abertura de su barril y dejando que su biodiesel se seque en el sol. Dependiendo de la humedad relativa, la intensidad del sol y el viento, debería tomar de 1 día a 2 semanas para que su biodiesel se seque al sol. Si está teniendo problemas con el secado en el sol, algo que nos sugirieron fue poner un pedazo de hierro corrugado sobre la parte superior del barril para mantenerlo caliente. Otra recomendación que hemos recibido para capturar más energía solar es poner el barril sobre una lámina de acero. La lámina absorberá calor y lo irradiara hacia arriba a su biodiesel.

¿Todavía tiene problemas debido a la alta humedad? A continuación presentamos dos ideas más que pueden ayudarle a secar con rocío o con burbujas.

1. El cloruro de calcio (CaCl2) es un químico compuesto de calcio y de cloro que es altamente soluble en agua. El cloruro de calcio es una sal sólida a temperatura ambiente y es usado para diversos propósitos, tales como control de polvo en las carreteras y salmuera para plantas de refrigeración. Ya que el cloruro de calcio es altamente higroscópico (lo que significa que activamente absorbe agua de sus alrededores), también es comúnmente usado para secar el aire y otros gases. Si el cloruro de calcio es accesible y barato en su área, puede ser una buena idea crear un escudo de cloruro de calcio de tal manera que el aire que viene en contacto con el biodiesel sea forzado a pasar a través del cloruro de calcio. Esto debería ayudar a lidiar con cualquier problema de humedad que tenga.

2. Utilizar un deshumedecedor es otra posible solución para climas extremadamente húmedos. Son más eficientes en un cuarto cerrado, pero todavía pueden funcionar si se ponen ante su ventilador para que sople aire seco a su biodiesel. Los deshumedecedores generalmente cuestan entre $90-$500 (dependiendo del tamaño que desee). Los deshumedecedores de $90 usan cerca de 30 watts.


Hacia una Estrategia para Secado: Desafortunadamente los escritores de este libro no viven en un clima extremadamente húmedo. Asistimos a una universidad en el este de Washington, EE.UU. Por ende, hemos tenido que depender en las sugerencias y experiencia de otras personas, junto a nuestra experiencia con secados en climas que son relativamente secos comparados con un clima tropical. Con esto dicho, creemos que tenemos algunas buenas ideas que le ayudaran a secar lo más económica y eficazmente posible.

Plan 1: Secado al Sol y con Burbujas—

Si el día esta asoleado, no hay razón para gastar toda esa energía que está esperando ser usada. Recomendamos que ponga su biodiesel en un barril negro con un filtro de moscas y que agregue burbujeadores a su biodiesel. Las burbujas facilitarán el contacto con el aire y el calor calentará su biodiesel-

Plan 2: Secado con Rocío y con Burbujas—

Si está gastando energía en calentar su biodiesel para ayudarlo a secar, debe hacer el mejor uso posible de esa energía. Por esta razón, tiene sentido agregar un burbujeador a su tanque de secado con rocío. Los burbujeadores reducirán mucho su tiempo de secado. Si ya lava con burbujas, no debería realizar ninguna inversión adicional al agregar burbujeadores a su sistema de secado.

Nota final sobre las estrategias de secado: Debido a plomería extra relacionada con el secado de rocío, mucha gente encuentra que es mucho más económico secar con burbujas en lugar de secar con rocío. Esto es especialmente cierto para las personas que lavan con burbujas (ellos ya tienen una bomba de aire). Con un recipiente lo suficientemente ancho, la gente ha reportado tiempos de secado de 1.5 horas en un clima con una humedad relativa de 90%. Desafortunadamente, no hay estudios conclusivos que comparen la efectividad de los métodos de secado, pero parece que el secado con burbujas es más barato y mejor. Recuerde que los pilares del lavado con burbujas son: calor + recipiente ancho + burbujas pasando a través de TODO el biodiesel.

Como saber cuando su biodiesel está seco:

1.Cualitativo: Hay dos pilares para determinar cualitativamente la sequedad del biodiesel—

a. Si pone su biodiesel en una botella transparente de 2 litros y puede leer claramente una hoja de periódico o revista puesta detrás de la botella, entones su biodiesel esta seco
b. Si puede ver el fondo de un barril lleno de biodiesel (puede necesitar una linterna si está dentro de un cuarto), su biodiesel esta seco.

Notas importantes sobre las pruebas cualitativas: El agua en su biodiesel se verá diferente a temperaturas diferentes. Cuando su biodiesel está a temperatura ambiente, el agua nublará su biodiesel al aumentar el punto de nublado del biodiesel. Pero si calienta el biodiesel, verá que el agua regresa a formar una solución clara con el biodiesel. Este fenómeno puede ser engañoso al realizar las pruebas cualitativas. Consecuentemente, es una buena idea SIEMPRE poner una pequeña muestra de su biodiesel en la refrigeradora o en un balde con hielo para ver si se vuelve nebuloso antes de su punto de enturbiamiento.

2. Prueba Cuantitativa de Agua: La prueba cuantitativa para encontrar residuos de agua en el biodiesel es exactamente la misma prueba usada para encontrar residuos de agua en el aceite. Por favor consulte la sección de “Agua en el Aceite” para más información.



Evaporación y filtración de metanol

Una manera nueva de limpiar el biodiesel consiste en remover el metanol suspendido en el biodiesel y en filtrar la solución. Todos los contaminantes que el lavado remueve son insolubles en el biodiesel; éstos sólo son solubles en el metanol y/o en el agua presente en el biodiesel después de la reacción. Al remover este metanol y/o el agua, los jabones y la glicerina se precipitarán del biodiesel. La mayor parte de este sedimento cae al fondo o a los lados del tanque, pero una pequeña cantidad siempre permanece suspendida en el biodiesel. Al filtrar un par de veces el biodiesel en un tanque nuevo, las últimas partículas que quedaron deben desaparecer. Se ha experimentado y comprobado que este método es tan efectivo como un completo lavado con burbujas y además utiliza menos tiempo, nada de agua y no tiene problemas con el secado. Algunos individuos han logrado pasar de aceite recién adquirido a biodiesel filtrado en menos de un día. Todo esto dicho, existe la preocupación de que calentar el biodiesel y agregar aire aumenta considerablemente el riesgo de polimerización, lo cual podría arruinar su combustible. La polimerización normalmente requiere tiempo, así que si su combustible será almacenado por un largo tiempo, debe investigar estos riesgos. Nuestras investigaciones sugieren que el biodiesel permanece estable durante aproximadamente 2 meses, antes de que la polimerización se convierta en un problema.

La estrategia básica es la siguiente: Tome el biodiesel inmediatamente después del pre-lavado y drene la glicerina y el agua. Esto causará que un poco de glicerol adicional esté presente; sin embargo, le ahorrará mucho tiempo del calentamiento ya que el biodiesel estará caliente después de la reacción. Bombee el biodiesel al tanque de recuperación del metanol. Caliente el biodiesel mientras burbujea o circula el biodiesel continuamente a través de una cabeza de ducha. Debe hacer esto en un barril hermético con una válvula de liberación de presión. Conecte esta válvula de liberación de presión a un condensador de metanol, a una cubeta grande de agua, o a un fuego que esté quemando todos los vapores. En un lote de 130 litros se evaporaran de 2-5 litros de metanol. Acuérdese de que 50mL de metanol lo puede matar o cegar, así que es muy importante que estos vapores sean capturados en agua o en un condensador de metanol. Una vez que la mayor parte del metanol se haya evaporado, encienda unos pocos burbujeadores dentro de su tanque. Debe diseñar su tanque de manera que los burbujeadores funcionen mientras el tanque permanezca hermético.

Después de quitar el metanol, mucho sedimento aparecerá dentro de su tanque, ya sea en la superficie, en los lados o en el fondo. Intente no bombear este sedimento cuando bombee su biodiesel a través de un filtro, hacia otro tanque. Primero bombeamos nuestro biodiesel a través de una tela que se encuentra encima de nuestro tanque para prevenir que la mayoría de los sedimentos entren a nuestro tanque de filtración. Un filtro de 100 micrones tambien puede ser usado efectivamente. En este tanque nuevo, bombee su biodiesel continuamente a través de un filtro de 5 micrones. Luego, debería ser capaz de hacer una prueba para determinar el contenido de jabones o realizar una prueba de lavado de “sacudida” para ver si su biodiesel esta limpio y listo para ser usado.

Los tiempos para cada etapa siempre variaran basados en la cantidad de metanol, agua y otros contaminantes que se encuentren en su combustible. Para tomar esto en cuenta, usamos pruebas de jabón e inspecciones visuales. Los contaminantes solo se comenzaran a solidificar cuando la mayor parte del metanol haya sido removida. Al ver esto, sabemos que ya casi terminamos. La comunidad del biodiesel usa una prueba rudimentaria para determinar la presencia del metanol, pero es un buen punto de partida. Se calienta un vaso pequeño de biodiesel arriba del punto de ebullición del metanol y se toma nota del burbujeo. Si no hay burbujas, la mayoría del metanol debe haber sido removido.

Nuestro tanque de recuperación de metanol se encuentra en un estado experimental. Hemos descubierto que al usar solo calor y burbujeo, el proceso funciona extremadamente bien. Nuestro condensador consiste de 30 pies de tubería de cobre enrollada dentro de un tonelito HDPE de 10 galones. Un extremo de la tubería conecta a la parte de arriba de nuestro procesador; el otro esta conectado a un nexo en la parte de abajo del tonelito. Este nexo también esta conectado a una manguera para combustible automotriz que corre hacia un barril metálico de 25 litros. El barril también tiene un escape hacia una botella de agua para prevenir la acumulación de la presión producida por nuestro burbujeador.

El procedimiento anterior describe la manera en la cual muchas personas están utilizando este nuevo método. Daremos a conocer nuestros resultados y el diseño de nuestro tanque en nuestra página web hasta dentro de un mes aproximadamente porque nos gustaría tener más tiempo para experimentar. Para mas información en ingles, visite www.biodiesel.infopop.cc y busque “G1´s day method” en los foros.



Filtración del Biodiesel

Introducción: Es importante filtrar el biodiesel para asegurarse de que no haya partículas restantes que puedan obstruir el filtro del combustible o causar problemas en la bomba del inyector. Un automóvil es creado para funcionar a base de un combustible refinado, no de un combustible lleno de los contaminantes. Exactamente a qué nivel de micrón se debe filtrar es algo que el consumidor debe decidir. Muchas gasolineras filtran solamente su combustible a 30 micrones, pero la mayoría de los automóviles se han construido con filtros de 5 o 10 micrones. La mayoría de la gente en la comunidad del biodiesel filtra su biodiesel a 10 micrones o a 5 micrones. A continuación están tres maneras diferentes de filtrar el biodiesel:

1. Un filtro del agua con el acceso de plomería: Se filtra el biodiesel a través de un filtro de 5 micrones que se encapsula dentro de la cubierta de un filtro de agua. Utilizamos la bomba de nuestro tanque de lavado para conducir el biodiesel por el tubo de entrada en el filtro de agua, y luego transportarlo a través del filtro. Si seca su biodiesel con rocío, es una gran estrategia conectar este filtro con la tubería del tanque de secado. Así, al circular el biodiesel para que se seque, este se va filtrando en forma repetida.

2. Filtros de bolsa:
Los filtros de bolsa vienen en un conjunto de diferentes tamaños de micrón. Se diseñan para permitir que los líquidos sean filtrados rápidamente a través de ellos. Ciertamente se puede comprar filtros de bolsa en línea, pero encontrarlos en un almacén puede ser difícil. La ventaja de los filtros de bolso es que no requieren el uso de energía ya que solamente se necesita la gravedad. Son más baratos que los filtros de agua sondeados, pueden ser lavados cuidadosamente, y pueden ser colocados de una forma para maximizar la eficacia (por ejemplo, se puede filtrar de 100 micrones a 20 micrones y luego a 5 micrones).

3. Filtros de tela: Si no se puede comprar un filtro de agua, y no se pueden encontrar los filtros de bolso, se puede recurrir a la filtración de tela. Si se hace esto puede ser una buena idea comenzar con un lienzo bastante flojo y después trabajar con uno más firme. Comenzar con una manta y después utilizar jeans es una buena idea, ya que los jeans han sido reportados como filtros eficaces de 5 micrones.

 

Produciendo y utilizando un lote, paso a paso


El método de Whitman Direct Action para crear biodiesel


Encontrando y asegurando el aceite usado

Conseguimos la mayoría de nuestro aceite de la cafetería de nuestra escuela. El aceite es de canola y nos ha dicho el personal que se drena el aceite de las freidoras cada dos semanas. Como cucharones para sacar el aceite, usamos botes plásticos para leche de un galón; el plástico extremamente delgado nos permite sacar las partes de arriba del aceite y dejar el agua y el aceite solidificado de abajo. Hacemos todo lo posible por dejar atrás todo contaminante pero si quedan cantidades pequeñas en nuestro aceite y tenemos prisa, no es el fin del mundo. Usamos cartón alrededor del tanque del cual sacamos el aceite para no dejar manchas en el asfalto. Llenamos contenedores de 5 galones y una vez que llenamos nuestra cajuela, nos regresamos a la casa. Ya en casa, filtramos el aceite por medio de un cedazo para remover cualquier partícula en nuestro aceite.

Prueba de agua

El primer procedimiento que hacemos con nuestro aceite usado es una prueba de agua. Usamos la prueba cualitativa de burbujeo acuático descrita en este libro. Hemos encontrado que unas pocas líneas de burbujas presentes en nuestro aceite a muy altas temperaturas son aceptables para la transesterificacion. Como usamos hidróxido de potasio y no soda cáustica, tenemos una mayor tolerancia. Adicionalmente, el KOH produce jabón líquido, en contraste con el NaOH. Por eso, si producimos algo de jabón en nuestro proceso, puede ser removido fácilmente.

Si el aceite no pasa la prueba de agua, dejamos que se caliente a 55C con un calentador de cubeta y dejamos que el agua hierva y salga de nuestro aceite. Normalmente, si tenemos algo de tiempo antes de procesar nuestro aceite, dejamos que el aceite se asiente de 2 días a 2 semanas. Si el agua no ha salido por falta de tiempo, puede que decidamos hervirla toda o calentar el aceite hasta 80C y dejarlo asentar. Sin embargo, dado que el calentar a temperaturas altas requiere mucha electricidad, hacemos lo posible por tener planes de adelantado para no tener que apresurar nuestro proceso. Tratamos de tener tanques de asentamiento múltiples, y de reemplazar el aceite cada vez que hacemos un lote.

Poniendo aceite en nuestro procesador:

Tal como cuando recolectamos nuestro aceite, usamos botes de leche cortados para transferir nuestro aceite a contenedores de 5 galones, una vez que estos están llenos, los echamos en nuestro procesador. Nota: si nuestro aceite esta mojado, nos aseguramos de dejar del 10 al 20% en nuestro recipiente o moverlo a otro tanque para que termine de asentarse.

Preparaciones para la reacción del biodiesel

Como hay mucho tiempo libre en el proceso de transesterificacion, hacemos lo posible para prepararnos para el próximo paso con tiempo. Por ejemplo, hacemos titulaciones y mezclamos el metóxido mientras nuestro aceite se esta calentando.

1. Calentamiento el aceite: Enchufamos la espada de calentamiento para calendar el aceite a 57C. Nos aseguramos de tener un cronometro para que no se nos olvide que nuestra espada esta encendida.

2. Titulación: Hacemos una titilación del aceite una vez que se ha estado mezclando por 10 minutos (más o menos). Normalmente hacemos dos titulaciones para estar seguros que nuestras medidas son acertadas.

3. Calcular cuanto KOH es necesario:
El número de base para KOH es 7.8 dado que tenemos una pureza 90%. Por ende, 7.8+ el numero de la titulación= la cantidad de KOH que necesitamos.

4. Calcular cuanto metanol es necesario: Usamos 20% metanol por volumen de aceite que estamos usando. Hacemos lotes de 130L de biodiesel así que usamos 26L de metanol.

5. Añadiendo el metanol al tanque de metóxido: Siempre nos aseguramos de poner el metanol en nuestro tanque de metóxido HDPE antes de añadir el KOH. Esto previene que el KOH se quede atascado en el fondo de nuestro tanque causando una reacción confinada y violenta.

Siempre añadimos el metanol a nuestro tanque de metóxido al aire libre. El proceso toma dos personas: una bombea el metanol dentro de nuestro contenedor asegurándose de que no hay fugas, la otra mantiene la manguera en la tapadera del tanque y observa el nivel del metanol en nuestro tanque.

Como evitamos derramar cualquier cantidad de metanol: Cuando bombeamos el metanol, nos aseguramos de que nuestro metanol se encuentre abajo de nuestros ojos y de usar protección apropiada. Si hay alguna fuga y el metanol se encuentra lo suficientemente alto, es bastante fácil quedar ciego. Algunas de nuestras bombas continúan succionando aun cuando no se aplica más presión. Para lidiar con esto, instalamos una llave de bola para parar el flujo. Una vez que terminamos de bombear y cerramos la llave, levantamos la manguera para que el metanol restante se quede atrapado en la manguera y pueda drenarse dentro del barril. Esto también se hace con cuidado, tratando de mantener el metanol lo más lejos posible del nivel ocular.

6. Añadiendo KOH a nuestro tanque de metóxido: Después de poner el metanol en el tanque de metóxido, comenzamos a añadir el KOH. Siempre hacemos esto afuera dado que siempre hay algunos vapores cuando añadimos el KOH. También nos aseguramos de añadir el KOH lentamente para no causar grumos en nuestro recipiente.

7. No pierda su metanol mientras el KOH se disuelve: Cuando el KOH se disuelve en el metanol, causa una reacción exotérmica. Dado que el metanol se evapora fácilmente, el calor que produce nuestra reacción puede crear pérdidas de cantidades sustanciales. Por eso, es muy importante asegurarse de que no haya vapores fugándose del tanque. Nosotros cerramos nuestra válvula y ponemos un cierre en nuestro tubo de escape.

8. Disolver el KOH en el metanol: Estando seguros de que el tubo de escape y la manguera de nuestro tanque están cerradas, gentilmente agitamos nuestro tanque de metanol por algunos minutos. Dado que nuestro tanque de metóxido es algo transparente, podemos observar si nuestro KOH ha sido disuelto o no con un foco. Si vemos que hay hojuelas, es necesario esperar un tiempo más—hasta que todas desaparezcan. Como el aceite toma bastante tiempo en calentarse, nunca hemos tenido problemas con hojuelas que no se hayan disuelto a tiempo.

9. Añadiendo el metóxido: Una vez que el aceite ha alcanzado 57C, comenzamos a añadir el metóxido. Esto lo llevamos a cabo usando la bomba mezcladora en nuestro procesador que jala el metóxido fuera de nuestro tanque, hacia dentro de nuestro procesador. De esta manera, evitamos cualquier gas en nuestra área de trabajo.

a. Con la válvula de nuestro tanque cerrada y nuestro tubo de ventilación afuera, ponemos nuestro tanque de metóxido encima de un barril de 55 galones, poniéndolo algunos pies arriba de nuestra bomba (esto crea un efecto de sifón) pero siempre debajo de nuestra línea ocular, port si hay alguna fuga (así no caerá en nuestros ojos).

b. Conectamos el tanque de metóxido a una válvula añadida a la plomería que llega a la entrada de nuestra bomba, después, abrimos esta válvula.

c. Entonces cerramos la válvula que esta en la parte de abajo de nuestro procesador y la entrada de nuestra bomba. Esta válvula no se cierra completamente sino que se mantiene ¾ cerrada. Esto deja que la bomba jale algo de aceite, pero se mantenga con una mayoría de metóxido.

Nota: Como siempre habrá turbulencias de aire en nuestro tanque de metóxido, es necesario voltear el tanque para que la boca se encuentre en la parte mas baja así el liquido tendera a vencer el aire cuando trate de salir.

d. A medida que el nivel de metóxido se reduce, se vuelve extremadamente difícil que la bomba jale el metóxido. Como no queremos que nuestra bomba se seque y comience a jalar aire, cuando comienza a acabarse el líquido cerramos la válvula y ponemos el resto del líquido en un jarro para luego verterlo directamente dentro de nuestro tanque.

10. Haciendo biodiesel: Ahora que el metóxido esta en nuestro procesador, la magia puede comenzar. Dado el tamaño de nuestro procesador (55 galones) y nuestra bomba (110V, 330gal/hr), dejamos que la mezcla se lleve a cabo por dos horas.

11. Pre-lavado: Al final de 2 horas, hacemos un pre-lavado en nuestro biodiesel (vea la sección de pre-lavado para mas información).

12. Asentamiento: dejamos que nuestro biodiesel se asiente de 8 a 16 horas. Esto depende de lo que sea conveniente para nosotros.

13. Drenaje: Después de que todo se ha asentado, ponemos una cubeta de 5 galones debajo de nuestro procesador, y después abrimos la válvula que se encuentra en el fondo de nuestro procesador. Drenar toda la glicerina tomara varios cubetazos, pero el proceso es seguro. Se oye un ruido muy peculiar cuando la glicerina se termina de drenar. Cuando oímos este sonido, sabemos que vamos a tener que cerrar nuestra válvula pronto. Como ajustamos la abertura de nuestra válvula, podemos observar el cambio de color entre la glicerina y el biodiesel y por ende cerrar la válvula a tiempo. Un drenaje lento es extremadamente importante para evitar remolinos. Los remolinos causan que el biodiesel se revuelva con la glicerina, lo que hace perder el tiempo y perder biodiesel con la glicerina



Lavado de nuestro biodiesel

Whitman Direct Action se encuentra en el proceso de cambiar a métodos menos tradicionales. Estamos experimentando con el lavado de contracorriente y una versión modificada del método de evaporación de metanol de Graham Laming. La siguiente es una descripción de cómo hemos lavado cientos de galones de biodiesel. Las alternativas con las que estamos experimentando son más prometedoras, pero le puede servir saber nuestros métodos pasados, especialmente si piensa lavar con agua.

Antes de lavar hacemos una prueba de agitación para saber como se comporta nuestro biodiesel. Esto nos da una buena idea de cómo se comportará nuestro biodiesel en el próximo lavado.

Lavado #1: lavado estático:

Para un lavado estático, se añade agua a 48C, (30% del volumen del biodiesel que hayamos producido) a nuestro tanque de lavado. Dejamos que el agua y el biodiesel se asienten por >8 horas y después drenamos usando la válvula de drenaje.
Hacemos una prueba de agitación inmediatamente después


Lavado #2: lavado de burbujeo:

Si nuestro biodiesel no pasa la prueba de agitación, seguimos con otro lavado estático con 5 minutos de mezcla gentil. Esto sólo nos ha pasado una vez. Casi siempre, el lavado #2 es un lavado de burbujeo por 6 horas con agua a 48C. La intensidad del burbujeo se puede ajustar de acuerdo al nivel de separación en la prueba de agitación.

Primero hay que estar seguro de que toda el agua del lavado previo ha sido drenada.

1. Sólo debería haber biodiesel en el tanque de lavado. Otra vez, añadimos 30% de agua.
2. Añadimos burbujeadores conectados a una bomba de acuario (use burbujeadores de metal ya que no serán corroídos por el biodiesel).
3. Encienda los burbujeadores y regrese en 6+ horas.
4. Deje asentar de 2-3 horas.
5. Drene el agua; este seguro de hacerlo lentamente para evitar remolinos.

Lavado #3: lavado de burbujeo violento:

Si nuestro biodiesel no pasa la prueba para el nivel 3, reducimos la intensidad de nuestro burbujeo, pero usualmente podemos dejar que nuestro burbujeo corra a toda maquina. Fuera de esto, la única diferencia en el tercer lavado es que dejamos que ocurra de 12 a 24 horas.

Lavado #4 (si es necesario) lavado de burbujeo violento:

Repita el paso anterior.

 

 

Secando el biodiesel

Utilizamos un proceso de secado que combina la ducha y el secado de burbujas. Calentamos nuestro biodiesel hasta los sesenta grados centígrados mientras lo bombeamos a través de una cabeza de ducha convencional con dirección hacia nuestro tanque. Mantenemos un ventilador sobre el biodiesel mientras la ducha trabaja para ayudar al efecto de secamiento. Finalmente, tenemos dos burbujeadores de pecera dentro de nuestro combustible para maximizar eficiencia. Sabemos que nuestro producto esta listo cuando alumbramos una linterna sobre nuestro tanque de secado y el biodiesel se ve transparente.

Filtración y guardado

Inmediatamente después del secado, bombeamos nuestro biodiesel a través de un filtro casero con cartuchos desechables de cinco micrones. Después de pasarlo a través del filtro, ponemos el biodiesel en un tanque sellado de cincuenta y cinco galones (el cual limpiamos y mantenemos seco antes de usar) o en un tambo de plástico para llenar nuestros vehículos diesel directamente. Como nunca guardamos nuestro combustible por más de un par de semanas, no necesitamos usar ningún biocida.

Prueba de calidad

Para el examen de calidad hacemos varias cosas:

1. Ponemos atención para ver cómo se comporta nuestro biodiesel. Si hay mucho jabón en nuestro combustible o si nuestro lavado de burbujas produce emulsiones demasiado temprano en el proceso, sabemos que necesitamos hacer mas pruebas.

2. Si notamos algún problema con nuestro lavado hacemos una prueba de reprocesamiento inmediatamente. Esta prueba nos da una buena idea acerca de la causa de nuestros problemas: si estos son causados por jabón en exceso (lo que puede indicar la presencia de agua en el aceite) o por mono o di-glicéridos (indicando una reacción parcial). Esta prueba nos ayuda a decidir si es necesario un reprocesamiento o si solo se necesitan lavados más gentiles. Esta prueba ahora cuenta con el apoyo de otros métodos como el examen de viscosidad y de presencia de jabones.

3. Llevamos a cabo una prueba de nublado en un refrigerador convencional para ver a que temperatura se nubla nuestro biodiesel (esto nos deja ver si aun hay agua o jabones en nuestro combustible). Esta prueba no es numéricamente exacta pero los resultados generalmente nos indican si mas pruebas de calidad son necesarias.

Nos gusta hacer varias pruebas de calidad en cada paso de nuestro método para tomar en cuenta la eficiencia de cualquier cambio que hagamos en nuestro proceso, también es bueno hacer esto para estar seguro de que el biodiesel que ponemos en nuestros tanques y los de nuestros amigos es de primera calidad. Recomendamos hacer extensas pruebas de calidad mientras se acumula experiencia suficiente como para estar cómodo con su método.

Temas avanzados

 

Pruebas de Calidad

Una vez que comienza a poner biodiesel en su carro, tiene mucho en juego. Es importante que usted desarrolle un medio para probar la calidad de cada lote de biodiesel antes de que deteriore los inyectores de comestible de su motor. Existen muchos métodos para determinar la pureza de su biodiesel, pero la mayoría de los mejores métodos, tales como usar un cromatógrafo de gas o un espectrómetro de masa están fuera del alcance de la persona promedio. Frecuentemente, lo mejor que un productor artesanal de biodiesel puede hacer es comparar cada uno de sus lotes con los anteriores para observar cualquier discrepancia. Obviamente, usar diferentes fuentes de aceite creara biodiesel diferente cada vez, haciendo la comparación diferente, pero esta sección presentara algunas pruebas que puede realizar para cuantificar las propiedades de su biodiesel.

Prueba para Jabón y Catalizador

Una de las pruebas más importantes que el productor artesanal puede realizar es una prueba de jabones. Los jabones pueden corroer los inyectores de combustible y frecuentemente el contenido de jabón se usa como un indicador de la calidad de un lote de biodiesel. Los jabones reaccionan con el acido para formar sales. Por ejemplo, el jabón y el acido clorírico (muriático) reaccionan para formar ácidos grasos libres y sal. Desafortunadamente, para complicar el procedimiento, el acido también reaccionará con cualquier residuo de catalizador. Es posible realizar una titulación con dos indicadores de pH diferentes y de esta manera determinar la cantidad de catalizador y de jabón en su biodiesel. La idea es usar un indicador base (tal como fenolftaleína, la cual indica de un pH de 8.3-10.0) y titular hasta que la solución se neutralice, punto en el cual todo el catalizador habrá reaccionado para formar agua, pero todos los jabones permanecerán intactos. Usando este número de la titulación podrá calcular la cantidad de catalizador residual en el biodiesel. A partir de este punto, agrega un indicador tal como azul de bromofenol (el cual indica a un pH de 3.0-4.6) y continua la titulación hasta que todos los jabones son convertidos a ácidos grasos libres y el ácido contribuye protones a la solución. Después de que todos los jabones han reaccionado, la solución cambiará de color otra vez. La cantidad de acido usada con el segundo indicador puede ser utilizada para calcular la cantidad de jabón en el biodiesel.

Preparación de la solución

El acido clorírico (HCl) es un ácido común y conveniente para usar en esta prueba de calidad. Algunas veces se le llama ácido muriático y puede encontrarse en abarrotarías o en tiendas de pintura. Generalmente se vende marcado con un porcentaje de peso, tal como 32%. Para esta titulación es conveniente usar una solución de 0.1M, equivalente a 0.1 moles de acido por cada litro de agua. Para crear una solución apropiada necesita saber el peso molecular del HCl, el cual es 36.46g/mol. Para preparar un litro de solución, es necesario hacer los siguientes cálculos:

(0.1M * 36.46g/mol) / (porcentaje de peso de HCl) = gramos de HCl por cada litro de solución

Si usa ácido clorírico al 32%, estos cálculos serian:

(0.1M * 36.46g/mol) / 0.32 = 11.39g (de 32% HCl) por cada litro de solución.

Luego debe pesar 11.39 g de HCl (o medir la cantidad apropiada si conoces la densidad), verterlos en un recipiente y diluir el acido clorírico hasta un litro (utilizando agua destilada). Los jarrones de vidrio son los mejores para guardar soluciones ácidas.

Para calcular el porcentaje de jabones necesita saber el peso molecular del jabón. Ya que el jabón es básicamente un ácido graso libre (AGL) con un ión del catalizador usado, su peso puede ser calculado fácilmente una vez que se conoce el peso molecular promedio de los AGL(ver la sección de química y titulaciones) presentes en el aceite que usted usó. Tome este peso molecular de los AGL, reste 1.01g/mol (por la falta de un protón de hidrógeno) y agregue 22.99g/mol (el peso atómico de sodio) si usó el catalizador NaOH o 39.10g/mol (el peso atómico de potasio) si usó KOH como catalizador. Por ejemplo: si decide usar el ácido esteárico como su AGL (el cual tiene un peso molecular de 284.54), entonces use 284.54+22.99-1.01=307.52g/mol como el peso del jabón si usó NaOH como catalizador, o 284.54+39.10-1.01=322.63g/mol si usó KOH como catalizador.

Para información sobre los AGL presentes en diferentes aceites, consulte la siguiente pagina: http://www.nrel.gov/docs/fy04osti/36240.pdf (en ingles).

Prueba de residuos de jabón y de catalizador paso a paso:

1. Mida 50mL de solvente en un contenedor transparente. Puede usar acetona o alcohol isopropílico como solventes (para mas alternativas consulte la sección de titulaciones). Es preferible usar recipientes de vidrio.

2. Agregue 2 gotas de fenolftaleina.

3. Agregue el biodiesel: generalmente 5-10 gramos es suficiente. Si necesita una medida mas precisa o el número de la titulación es demasiado pequeño para ser medido, agregue mas biodiesel.

4. La solución debe tornarse rosada cuando agregue el biodiesel. Llene una jeringa con 0.1M HCl y lentamente agréguela a la solución mientras la menea hasta que el color rosado desaparece. Note la cantidad de HCl que toma para que la solución cambie de color ya que este será su numero de titulación. Si la solución no se torna rosada, entonces tiene muy poco catalizador y puede continuar con el siguiente paso.

5. Agregue 4-5 gotas de una solución de azul de bromofenol al 0.4%

6. Lentamente agregue HCl de la misma manera, siga meneando hasta que la solución cambie de color azul a amarillo. Mantenga record de cuánto HCl uso en este paso. Este será su número de titulación de jabones.

Use la siguiente hoja de trabajo para calcular los porcentajes de jabón y catalizador presentes:

Medidas:

Cantidad de aceite agregada (g): A.__________

Molaridad del acido (M/L): B.__________

Numero de titulación del catalizador (ml): C.__________

Numero de titulación de jabones (ml): D.__________

Peso molecular del catalizador (g/mol, 40.00 para NaOH, 56.11 para KOH):E.__________

Peso molecular del jabón (g/mol, ver la explicación arriba): F.__________

Cálculos:

Moles de catalizador: B*C/1000 G.__________

Gramos de catalizador: G*E H.__________

Cantidad de catalizador en partes por millón (ppm): H*1, 000,000/A I.__________
Moles de jabón: B*D/1000 J.__________

Gramos de jabón: J*F K.__________

Cantidad de jabón en ppm: K*1, 000,000/A L.__________

Esto le permite que rápidamente revise si su combustible tiene cantidades inusuales de jabón o catalizador. Esta prueba puede ser de particular importancia si utiliza biodiesel no lavado.

Prueba de Densidad

Otra manera de cuantificar un lote de biodiesel es comparando su densidad con biodiesel de buena calidad y con la fuente de aceite con la que comenzó. Esto solamente es útil si tiene biodiesel del mismo tipo de aceite cuya buena calidad haya sido comprobada.

Prueba de densidad paso a paso

1. Mida una cantidad precisa de aceite dentro de un recipiente y péselo

2. Repita la medida con la misma cantidad de biodiesel puro.

3. Para revisar, repita la medida con una misma cantidad de una mezcla de partes iguales de aceite y biodiesel. Este valor debería ser el promedio de las primeras dos medidas.

4. Mida la muestra cuya calidad va a probar.

Si está usando la misma fuente de aceite para estas muestras, entonces cada muestra de biodiesel debería tener la misma densidad y esta prueba le permitirá determinar si el biodiesel ha reaccionado completamente (si todo el aceite se ha convertido en biodiesel).

Porcentaje de conversión=100 x (peso de la muestra – peso del aceite) / (peso del biodiesel – peso del aceite)

Esta prueba no es muy precisa ya que es sensitiva a las impurezas y usualmente el cambio de densidad es muy pequeño. No obstante, puede ser una prueba útil en algunas situaciones. Por ejemplo, si está experimentando con nuevas técnicas y usa la misma fuente de aceite para cada una de ellas, la prueba de densidad puede ser útil para comparar los lotes de biodiesel. Los porcentajes más bajos indicaran una reacción más incompleta.

Prueba de Reprocesamiento

Otra prueba muy efectiva es la prueba de reprocesamiento. Reprocesar consiste en reaccionar el biodiesel con más metanol y catalizador. La prueba asume que su producto final (su biodiesel) consistirá de una combinación de biodiesel y aceite no reaccionado. Al reprocesar, este aceite restante reaccionará y formará más glicerina, la cual puede ser medida. El peso de la glicerina producida le indicará la cantidad de aceite restante en el biodiesel. El porcentaje de aceite convertido a biodiesel se llama rendimiento.

Prueba de reprocesamiento paso a paso:

1. Vierta un litro de biodiesel lavado y secado en un recipiente para la reacción. Una botella de soda de 2 litros funciona bien.

2. En un recipiente separado hecho de vidrio o de plástico HDPE, prepare una pequeña cantidad de metóxido utilizando 50mL de metanol y 1.4g de KOH, Debe usar KOH en lugar de NaOH para la prueba de reprocesamiento porque el NaOH solidificará el biodiesel. Tome las precauciones usuales al manipular el metanol.

3. Caliente el biodiesel hasta 55C

4. Vierta el metóxido a su recipiente para la reacción, ajuste la tapadera y agite vigorosamente por 30 segundos.

5. Deje que el biodiesel reaccione por una hora, mezclando ocasionalmente (cada 20 minutos).

6. Después de que el biodiesel haya reaccionado, necesita evaporar el exceso de metanol para que la glicerina se precipite. Esto también le permite medir la cantidad de glicerina formada mas precisa. Quite la tapadera y caliente la mezcal a 75C o hasta que ya no se formen más burbujas. Tenga el cuidado de realizar este paso al aire libre y no permita que se acerquen personas a los vapores de metanol.

7. Después de que el metanol se haya evaporado, deje que la mezcla repose por una hora mientras se forma la capa de glicerina en la parte de abajo.

8. Busque otro recipiente para poner la glicerina y péselo.

9. Haga un pequeño hueco en la tapadera y ajuste la tapadera a la botella.

10. Lentamente invierta la botella mientras cubre el hueco con su dedo (no debería haber metanol, pero nunca es una mala idea usar guantes)

11. Quite su dedo y deje que la capa de glicerina sea drenada al recipiente para glicerina. Cubra el hueco con su dedo una vez que la glicerina haya sido removida de la botella. Quizás tenga que apretar la botella o cortar la base de la botella (una vez que haya sido invertida para que el liquido sea drenado en dirección a la tapadera).

12. Guarde el biodiesel.

13. Pese el recipiente con la glicerina.

Quizás haya alguna cantidad de jabón en la capa de glicerina, pero esta cantidad es desconocida y probablemente muy pequeña, así que cuando calculemos el rendimiento asumiremos que la capa está compuesta totalmente de glicerina y que la prueba de reprocesamiento provocó que todo el aceite reaccionara.

Prueba de Viscosidad

El mayor problema con la prueba de densidad para determinar el rendimiento del biodiesel es que el cambio de densidad entre el aceite y el biodiesel es muy pequeño, así que la prueba de densidad no es muy precisa. Otra propiedad de los fluidos que demuestra un cambio más drástico es la viscosidad. La viscosidad es la espesura de un líquido o su resistencia a fluir. Por ejemplo, la melaza es altamente viscosa, mientras que el agua tiene una viscosidad mucho mas baja. La viscosidad de un líquido afecta su flujo a través de un tubo pequeño. Podemos usar este comportamiento para desarrollar una prueba sencilla para comparar las viscosidades de lotes de biodiesel.

Construyendo su viscosímetro

Para preparar un viscosímetro casero, corte la parte de abajo de una botella de plástico de soda. Haga un pequeño agujero en la tapadera. La prueba debería ser mas precisa si utiliza un pedazo de tubo delgado (un tubo de cobre de 5mm de diámetro por ejemplo) a través del agujero. Luego haga dos marcas en la botella: una a 2cm de la cima y otra a 2cm de la base. Estas marcas serán el punto de inicio y de alto respectivamente.

Prueba de viscosidad paso a paso

1. Para un determinado lote de aceite, prepare por lo menos 3L de biodiesel reprocesado y muy puro.

2. Prepare varias mezclas de aceite y biodiesel. Estas serán sus estándares. Puede usar proporciones de aceite a biodiesel de 0:100, 1:99, 2:98, 3:97, 4:96 y 5:95, las cuales representan un biodiesel 100% puro, 99%, 98%, 97%, 96% y 95% respectivamente.

3. Caliente o enfríe cada una de estas mezclas a una temperatura específica y fácil de reproducir. Generalmente es más fácil poner las botellas en un baño de agua a temperatura ambiente y dejarlas reposar durante una hora. Ya que la viscosidad varia significativamente con la temperatura, es importante ser consistente,

4. Para cada mezcla, invierta el viscosímetro y llénelo con la mezcla de aceite y biodiesel arriba de la marca de inicio mientras cubre el agujero del tubo con tu dedo.

5. Quite su dedo y comience un cronometro cuando el nivel del liquido llegue a la marca de inicio. Anote el tiempo que toma para que el fluido llegue a la marca del alto.

Puede ser útil crear una tabla como la siguiente:

% de Conversion
Cantidades (mL)
Tiempo (segundos)
Biodiesel Aceite
100
1000
0
 
98
990
10
 
97
980
20
 
...
...
...
 


El tiempo que anote será su medida de viscosidad. Tiempos más largos indican una viscosidad más alta (y esta relación debería estar asociada con porcentajes más altos de aceite). Note que es muy difícil asociar estos tiempos con las medidas reales de viscosidad ya que esta prueba depende del tamaño del agujero y de la localización de las marcas. Puede ser posible comprar aceite de motor con una viscosidad específica y usarlo para calibrar el viscosímetro si se quiere obtener valores absolutos de viscosidad.

Sin embargo, puede usar estos tiempos para comparar lotes futuros de biodiesel fabricados a partir de un aceite similar. Puedes repetir esta prueba (pasos 4-5) para la muestra que quieres examinar y luego comparar el valor de viscosidad (el tiempo) con las muestras estándar. Puedes intentar realizar algún tipo de curva para realizar una mejor interpolación de tus puntos de muestra. Sino, puedes realizar una interpolación linear entre puntos contiguos, como en la prueba de densidad. Por ejemplo, si su muestra toma 30 segundos y esta cae entre su mezcla de 95% biodiesel (estándar 1) que tomó 29 segundos y tu mezcla de 97% biodiesel (estándar 2) que tomó 33 segundos, puedes utilizar la siguiente ecuación:

Porcentaje de biodiesel = % del estándar1 + (% del estándar 2 - % del estándar 1) x (tiempo de la muestra - tiempo del estándar 1) / (tiempo del estándar 2 - tiempo del estándar 1)

En nuestro ejemplo, esto sería equivalente a:

95% + (97%-95%) x (30-29)/(33-29)=95.5% biodiesel


Emulsiones y cómo arreglarlas

Introducción: Definición de una emulsión: líquido que tiene en suspensión pequeñísimas partículas de sustancias insolubles en agua. Las emulsiones suceden cuando el biodiesel y el agua son suspendidos el uno en el otro de alguna manera. El biodiesel limpio y el agua normalmente se separan fácilmente, pero en la presencia de ciertos emulsionantes pierden esta habilidad, convirtiéndose en una mezcla pegajosa y espesa de biodiesel, agua, y contaminantes que no se pueden separar. Al hacer un lote de biodiesel, invariablemente se creará una variedad de emulsionantes tales como los jabones, monoglicéridos, diglicéridos y glicerina libre. Las emulsiones son creadas fácilmente cuando el agua, biodiesel y los emulsionantes son combinados violentamente, lo cual puede suceder sin mucha dificultad en el primer lavado. Las emulsiones se producen en varios grados. Es posible que un ciclo de lavado forme una capa de emulsión entre la capa de agua y la de biodiesel. Verá esto al drenar su agua de lavado. Generalmente, durante los primeros lavados el agua se mira lechosa y tiene una viscosidad similar a la del agua. Al drenar el agua, si observa que ésta tiene un color blanco-amarillento cremoso, lo más seguro es que ha hecho una emulsión. Otras emulsiones (las más severas) harán que el lote entero de biodiesel parezca una plasta de queso cottage o mayonesa, mientras que otras emulsiones sólo se formarán entre la capa de agua y la de biodiesel.

Cómo arreglar las emulsiones:

1. Introducción: Mucho depende en la cantidad de tiempo que tenemos para completar el lote, los recursos disponibles y qué tan mal está la emulsión. Para acabar con la emulsión de una manera rápida se requieren más recursos, especialmente si es una mala emulsión. Al leer nuestros métodos por favor tenga en mente que el prolongar el período de asentamiento siempre es bueno. Entre más espera que se asiente el biodiesel menos gastos tendrá.

2. En nuestra opinión la mejor manera de acabar con la emulsión es utilizando agua caliente (lo más caliente que la pueda conseguir). Nosotros logramos acabar con las emulsiones al agregarles agua del grifo a una temperatura de 48°C.

a. Cree una mezcla de 25% agua caliente (nosotros la utilizamos a 48°C) y 75% emulsión. Haga esto calentando la cantidad correcta de agua y agregándola a la emulsión en su tanque de lavado. No hay una forma de calentar específica; hágalo como prefiera.

b. Permita que se asiente por un tiempo mínimo de 12 horas (recuerde que entre más tiempo espera que se asiente es mejor).

c. Remueva, transfiera a otra botella el biodiesel “bueno” de la parte de arriba. Puede hacer esto usando un bote de leche al que previamente le corta la parte superior. El plástico es lo suficientemente delgado para no interferir en la emulsión debajo de la capa alta del biodiesel separado.

d. Repita los pasos de la a a la d hasta que haya acabado con casi toda la emulsión.

Cómo saber si hay suficiente biodiesel en la emulsión para justificar el gasto de recursos adicionales que son necesarios para acabar con la emulsión (esto es muy útil para las últimas repeticiones del proceso descritas anteriormente porque le permite saber cuándo detener el proceso):

1. Tome una muestra de un litro de la emulsión y pongala en una botella de 2 litros. Prepare una mezcla de 5% vinagre y 95% de la emulsión.
2. Caliente la mezcla a 90°C en una olla mediana, mezclando constantemente.
3. Permita que la mezcla se entibie lo suficiente para volverla a verter en la botella de 2 litros.
4. Vierta la mezcla en la botella de 2 litros (las botellas de Coca-cola de 2 litros pueden aguantar hasta 60°C).
5. Deje reposar la mezcla por una hora.
6. Estime el porcentaje de biodiesel que se separó de la emulsión y tome su propia decisión dependiendo de los costos de calentamiento, acceso al agua y tiempo.

Notas Finales: la razón por la cual esta técnica funciona es porque el agua caliente se mezcla con el jabón en una emulsión y lo disuelve. A medida que el agua caliente se asienta, absorbe parte del jabón en la emulsión. Ya que los jabones son mas densos que el biodiesel, los jabones mas espesos se hundirán, pero la parte superior de la emulsión se separará en una capa limpia de biodiesel (la cual siempre debes poder remover y poner en otro recipiente).

Maneras en que Otras Personas Rompen las Emulsiones:

1. Agregando Glicerol: Algunas personas rompen las emulsiones añadiendo glicerina a la emulsión. Esto funciona porque la glicerina es hidrofílica y absorbe una gran parte del agua que está suspendida en la emulsión. La glicerina también es polar como el agua y los jabones, lo cual ayuda a que la glicerina atraiga todos los jabones suspendidos a una capa de glicerina la cual fácilmente se hunde al fondo. Dependiendo de la intensidad de la emulsión, tendrá que agregar diferentes cantidades de glicerina. Un buen punto de partida es utilizar 20% de glicerina por volumen. Mezcle por aproximadamente 5 minutos y deje reposar la mezcla. Si decide utilizar la glicerina como una manera de deshacerse de su emulsión, su biodiesel será muy propenso a causar emulsiones en los siguientes lavados. Tenga mucho cuidado. Decidimos parar de utilizar glicerina para separar las emulsiones porque nos dimos cuenta de que necesitábamos mucha agua extra para deshacernos del jabón que introducimos en nuestro biodiesel a través de la glicerina (dejar que toda la glicerina se asiente durante un periodo de 12 o mas horas sería una posible solución a este problema).

2. Sólo Continúe Lavando: Algunas personas han tendido éxito al realizar un lavado de atomización a través de la emulsión. Si experimenta con este método de romper emulsiones, podría ser útil acordarse de que entre más grandes son las partículas de rocío, será más fácil que pasen por su biodiesel. Las partículas finas de agua tienen menos peso que las ayude a transportarse a través de la emulsión, lo cual atrasaría mucho el proceso de romper la emulsión. El calor ayuda a disolver el jabón mientras el agua lavado de atomización transporta un porcentaje del jabón a través del biodiesel. A medida que la emulsión se deshace lentamente, la gente drena el biodiesel limpio para lavarlo cuidadosamente. Recuerde que es importante calentar el biodiesel para que esta técnica funcione.

3. Vinagre:
Por algún tiempo las personas en la comunidad de biodiesel han usado ácidos débiles para romper las emulsiones. Sin embargo, la gente ha ido parando de utilizar esta práctica por sus efectos adversos en la calidad del biodiesel. Las personas rompen las emulsiones al agregar vinagre u otro ácido débil en un 5% del volumen total de biodiesel. Ellos mezclan bien la emulsión y el acido y luego los dejan reposar.




Reprocesando una reacción incompleta

Los lotes malos de biodiesel son frecuentemente el resultado de reacciones incompletas. Esto puede ser causado por los excesos de agua en el aceite usado que “roba” su catalizador base, altos niveles de AGL en su aceite, falta de tiempo para que la reacción se complete y/o no utilizar suficiente metanol y/o soda cáustica. Reprocesar el biodiesel parcialmente reaccionado es una manera de reaccionar cualquier residuo de aceite no reaccionado o parcialmente reaccionado. Si le preocupa que tiene aceite de mala calidad, las pruebas de control de calidad pueden demostrarle si tiene una reacción incompleta. Si tiene información específica de su lote y sabe cuan incompleta fue la reacción, puede rediseñar su reprocesamiento según esta información. Esta prueba de reprocesamiento básico contribuye a corregir la mayoría de los errores que ocurren durante la producción artesanal.

Si las pruebas de control de calidad demuestran un bajo rendimiento de su biodiesel, probablemente pueda salvar su biodiesel al reprocesarlo. Para esto, sigua los siguientes pasos:

1. Lave y seque su biodiesel muy bien para remover cualquier residuo de agua o glicerina producido en la reacción anterior.
2. Caliente el biodiesel a 55C
3. Calcule el 5% del volumen total de su biodiesel y use este numero como el volumen de metanol que usará para reprocesar
4. Use 1 gramo de NaOH biodiesel o 1.4 gramos de KOH por cada litro de biodiesel.
5. Mezcle durante sus tiempos de mezcla usuales (probablemente de 1 a 2 horas)
6. Permita que la glicerina se asiente durante el tiempo normal de asentamiento (probablemente 8+ horas).
7. Realice pruebas de calidad en su biodiesel para determinar si el reprocesamiento funcionó.
8. Continúe con el lavado y secado normal.



Separación y Captura del Metanol

La captura del metanol es una excelente adición al proceso de transesterificacion. No solo ayuda en su lavado y en lidiar con el producto secundario (glicerol), sino que también puede ahorrarle dinero al hacer posible el reciclaje del agente más caro en la producción del biodiesel. La captura del metanol implica hervir el metanol presente en su biodiesel y glicerina y condensarlo para uso futuro. Este proceso se lleva a cabo en un tanque sellado, separado de su procesador. Su biodiesel o solución de glicerina necesitan ser calentados a 64.7 grados Celsius (la temperatura en la que hierve el metanol). Para recuperar la mayoría del metanol, puede ser necesario calentar la sustancia a más de 80 grados Celsius, lo que puede requerir una gran cantidad de energía. Después de este paso los vapores de metanol son condensados en un simple condensador, un condensador de reflujo o cualquier otro tipo de condensador que sirva. El producto secundario de la mayoría de los productores caseros contiene entre 17-25 por ciento de metanol, el cual puede ser usado para el próximo lote (lo que le ahorraría de 4 a 12 dólares dependiendo de la cantidad presente y el costo del metanol). Para aceites que requieren grandes excesos de metanol para procesar, (cuyos productos secundarios tienen más metanol que lo usual) como el aceite de palma, la recuperación del metanol puede representar la diferencia entre tener una ganancia y el sólo cubrir gastos de producción. Dado que la recuperación de metanol es un proceso semi-complicado que consume grandes cantidades de energía, la conveniencia de su uso depende de la situación. Si sólo quiere remover el metanol, considere bombear sus vapores a un tambo fuera de su planta y dejarlo condensar. Si los vapores viajan la longitud suficiente, se condensaran dentro del tambo de agua sin ningún problema. La solución de agua y metanol puede ser desechada después de la manera apropiada.


Aprovechando la Glicerina

Después de procesar su biodiesel tiene que pensar que debe hacer con los productos derivados, una mezcla de jabón, glicerol y exceso de metanol. Los productos derivados también pueden contener agua (si hace un prelavado por ejemplo) y pequeñas partículas de comida (si usa aceite usado). Encontrar una manera útil y económica para lidiar con los subproductos hace que su proceso sea mas responsable ambientalmente y puede hacerlo mas rentable también. El primer paso es la recuperación del metanol, lo cual explicamos en otra sección. Es muy importante encontrar una manera de lidiar con su metanol ya que es altamente toxico para los mamíferos y su presencia en la glicerina hace que esta sea difícil o imposible de usar. Una vez que se haya hecho cargo de su metanol, tiene varias opciones para tratar su glicerina: convertirla en abono, quemarla, usarla como limpiador, o hacer jabón con ella.

Una de las maneras más simples para lidiar con la glicerina es usarla como abono. Puede hacer esto aunque haya utilizado KOH (hidróxido de potasio) en su reacción de biodiesel. Desafortunadamente, el NaOH agregará sodio a su glicerina, el cual es un químico nocivo para las plantas. Si planeas fabricar biodiesel usando NaOH, es importante que no agregues glicerina a su abono. Para asegurarse de que la glicerina no inhibe el proceso de compostaje, es importante diluir 2 partes de glicerina con una parte de agua y voltear su abono. Si esto parece interrumpir el proceso de compostaje, agregue más materia café (tal como plantas muertas). No intente usar el subproducto de glicerina directamente como alimento de las lombrices y gusanos que descomponen la materia orgánica ya que los matará.

Como expusimos en la sección de calentamiento, el glicerol puede ser utilizado como fuente de energía de varias estufas/quemadoras, especialmente quemadoras “Turcas”. Más investigación puede revelar más opciones para quemar el glicerol, tales como usarlo para la calefacción de edificios, calentamiento de agua, o incluso para la generación de electricidad. Dependiendo de su sistema para quemar la glicerina, la extracción del metanol puede ser o no ser necesaria.

Otra opción es convertir los productos derivados en jabón. La glicerina se usa comúnmente para fabricar jabón y funciona como un poderoso removedor de grasa (esto indica que la glicerina tiene muchas propiedades de limpieza incluso antes de ser convertida en jabón). El catalizador que utiliza al producir jabón debe ser el mismo catalizador que usó durante el proceso de biodiesel. Por ejemplo, si usó NaOH durante el proceso de biodiesel, también debe usar NaOH para fabricar el jabón. Si usa soda cáustica (NaOH) obtendrá jabón de barra, mientras que si usa lejía de potasa (KOH) obtendrá jabón líquido. La lejía es extremadamente cáustica así que es importante que siempre utilice guantes de hule durante el proceso de fabricación del jabón. Asegúrese de quitar todo el metanol antes de fabricar jabón. También es recomendable retirar cualquier partícula sólida que haya quedado en la glicerina si es que usó aceite usado (puede hacer esto con un filtro).

A continuación está una receta para fabricar jabón a partir de la glicerina.

Materiales:

• 2 galones de glicerina
• 160 gramos de NaOH o KOH (dependiendo de su biodiesel)
• 4L de agua
• Aceite de esencias/fragancias (opcional)
• Recipientes de plástico
• Guantes
• Cucharón
• Recipiente de acero, cerámica o vidrio para calentar la mezcla
• Un lugar bien ventilado

Procedimiento:

1. Ponga 2 galones de glicerina en su recipiente y caliéntela hasta que hierva
2. En un recipiente separado agregue 160 gramos de lejía a 4 L de agua y agite hasta que se disuelva (NO RESPIRE LOS VAPORES!)
3. Agregue la glicerina mientras permanece en la fuente de calor y agite ocasionalmente durante 20 minutos.
4. Agregue una fragancia si lo desea (aproximadamente 60 gotas de aceite de esencia por cada galón de glicerina).
5. Vierta la mezcla en los recipientes de plástico o en otros moldes.
6. Déjela reposar por 24 horas.
7. Deje que el jabón permanezca en un lugar seco y cálido por un mes para permitir que la lejía reaccione totalmente, y si usó NaOH, para permitir que el jabón se endurezca totalmente.

Existen una gran variedad de opciones para fabricar jabón. Si quisiera fabricar un jabón que ayude a exfoliar, agregue una cucharada de piedra pómez molida por cada 400 gramos de glicerina. Hay muchas opciones tales como agregar color, plantas, hierbas o flores, para lograr que su jabón sea mas atrayente y un mejor producto para comercializar. Existen muchos recursos en el Internet sobre la producción del jabón y también libros que tienen mucha información y sugerencias creativas sobre cómo utilizar los productos derivados del biodiesel.

Usar el subproducto de biodiesel contribuye a que todo el proceso sea más “verde”. La glicerina es una sustancia muy útil. Si se toman las precauciones necesarias, la glicerina puede ser utilizada de muchas maneras diferentes para promover un estilo de vida más amigable con el medio ambiente.

Nota final de Precaución:
Es esencial que tu extraigas el metanol de la glicerina antes de que fabrique jabón, abono o realice otras actividades relacionadas con el subproducto.

Para mas información consulte los siguientes recursos (en Ingles):

http://biodiesel.infopop.cc
http://www.camdengrey.com/
http://www.soapwizards.com
http://journeytoforever.org

The Soapmaker's Companion: A Comprehensive Guide with Recipes, Techniques & Know-How
by Susan Miller Cavitch
Storey Books, 1997, ISBN: 08826696


Biocidas:

El crecimiento de microorganismos constituye un problema en el almacenamiento del biodiesel, particularmente en tanques grandes por periodos extendidos. Los microbios pueden consumir ambos el biodiesel y el petro-diesel.

Los microbios forman colonias en los lugares donde el combustible hace contacto con el agua. Estas colonias crecen aceleradamente en climas cálidos. Pueden crecer aún en climas fríos si hay calentadores presentes. Las colonias pueden invadir las líneas de combustible y los filtros.

Algunas de las medidas más comunes para eliminar estos problemas son los tratamientos biocida o la eliminación del agua, la cual es necesaria para el crecimiento de los microorganismos. El biocida es un químico que mata a las bacterias y los hongos que crecen en su tanque sin interferir con el proceso de combustión. El biocida debe ser aplicado cada vez que se llena el tanque hasta que el problema sea resuelto. El biocida mata a los microbios pero estos microbios muertos forman sedimentos que se mueven a lo largo del sistema de su maquinaria. Por lo consecuente, el riesgo de atoramiento en su filtro puede continuar un corto tiempo después de la aplicación hasta que el problema sea resuelto. Por ende, este sistema de purificación requiere cambios constantes de filtros.

Diferentes tipos de biocidas se pueden conseguir en Internet y en tiendas de acuario. El biocida puede ser usado como un aditivo para el biodiesel. Usualmente se añaden a su motor (o en un tanque de almacenamiento). Si es usado adecuadamente, este aditivo puede neutralizar o inhibir el crecimiento de los microorganismos causantes de problemas. El biocida es tóxico y debe ser usado sólo como indican los productores. La mayor precaución posible debe ser usada para manipular estos químicos ya que son nocivos para la salud.

 

 

Apéndice

Poniéndolo todo Junto
Consejos para la construcción del procesador:

1) No utilice encajaduras galvanizadas. La galvanización usa zinc, el cual va a gotear en su biodiesel y puede causar problemas de motor. Trate de encontrar hierro negro o acero. Si no puede o el precio no se lo permite lo mejor es comprar partes galvanizadas y después des-galvanizarlas. Puede hacer esto preparando una composición de una parte acido muriático y tres partes agua en un balde de plástico HDPE. Ponga las partes en la solución. Deberías empezar a ver burbujas formándose cuando el ácido reactúa con el revestimiento de zinc. Pueden durar varias horas hasta el final del proceso. Al terminar no debería ver más burbujas desprenderse desde las partes y ni revestimiento brillante quedado en las partes. Al llegar a este punto es una buena idea añadir un poco más ácido para verificar que la reacción haya sido completa. Cuando las partes estén des-galvanizadas, tire la composición ácida en un lugar apropiado y neutralice el ácido que queda en las partes lavándolas a fondo con agua o usando bicarbonato de sodio. Tan pronto haya hecho esto, asegúrese de secar las partes y revístalas en WD-40 o en otra sustancia que las proteja de la herrumbre.

2) Si piensas poner soldaduras en su procesador, hemos encontrado que la mejor manera de hacerlo es soldar un acoplador en un pequeño cuadrado de acero y después soldar esta pieza de acero en su procesador. Esta es la única forma en la que hemos podido obtener soldaduras seguras en el metal delgado de un barril. Asegúrese de rasguñar el pintado antes de soldarlo y de primero perforar un hueco en el cuadrado y en el barril en el lugar apropiado.

3) La diferencia entre el procesamiento cerrado con tapadera y abierto: Ser capaz de abrir su tapadera para instalar nuevos accesorios, beneficiarse de su tanque procesador para otros usos, limpiar su procesador etc., parece que sería muy útil. También parece ventajoso porque podría simplemente verter biodiesel o petróleo directamente en el tanque e incluso abrir el tanque y mirar adentro. Hemos llegado a la conclusión de que una tapadera desmontable puede ser muy conveniente, pero después de nuestra última experiencia tratando de encontrar un soldador que nos construya una tapadera hermética, creemos que es preferible la menor utilidad y la tranquilidad de no tener que preocuparse por tapas que goteen, sellos de barril rotos, etc. Si puede encontrar un barril con una tapa cuya hermeticidad haya probado, úselo. Pero, a no ser que esté planeando instalar un sistema de intercambio de energía solar en su procesador, no debes preocupare por una tapa (especialmente tener un soldador para que lo haga).

4) No ponga su elemento calentador demasiado cerca a su termómetro o su termostato. Trate de posicionar su termómetro al menos 90 grados de distancia de su elemento calentador y a una altura diferente. Si está preocupado de que su termómetro sea inexacto, hágale una prueba: compare los valores que presenta con los de otro termómetro que mida la temperatura del biodiesel de la parte de arriba del barril, y una pequeña cantidad de biodiesel desaguada del fondo.

5) Asegúrese de construir un buen pedestal. Un procesador lleno, con todos sus accesorios puede pesar más de 500 libras. Un pedestal roto que vierte combustible y metóxido a 55C por todos los lados puede causar muchos problemas.

6) Asegúrese de que su pedestal eleve el fondo del barril a 2 pies del suelo. Esto es justo un poco más que la altura de la mayoría de las baldes de 5 galones. Hacer que su procesador sea compatible con un balde de 5 galones le ahorrará muchísimo tiempo y frustración a largo plazo.

7) Es necesario contratar un soldador? Nosotros lo hicimos una vez. Tuvimos un procesador con más de 30 fugas en la parte inferior. Intentamos un montón de cosas para arreglarlo, y finalmente decidimos usar resina para surf. Es barata y resiste maravillosamente (ha estado en contacto con acido sulfúrico, metóxido y aceite a 70C+ y hasta ahora ha resistido sin problemas.) El pasar del tiempo nos convencerá si nuestra resina es una solución, pero parece una buena apuesta. Una apuesta aún mejor es contratar un buen soldador desde el principio.

8) Coplas rápidas baratas. Nos gustan verdaderamente las coplas rápidas y las usamos para prácticamente todo en nuestros procesadores, pero nos costó trabajo encontrarlas en América Central. Para improvisar estuvimos utilizando uniones en lugar de nuestras coplas rápidas. Las uniones nos permiten conectar con seguridad una manguera a algo y luego desconectar rápidamente. No tuvimos hasta ahora ningún problema y por lo general podemos comprar las uniones a menos de un dólar.


Dibujos y Diagramas

 

 

 

Calentador de Cubeta

1. Soldar el tubo de 2” en el reductor de campana como se enseña en el dibujo anterior.
2. electrificar el calentador de espada .
3. Gentilmente introducir el calentador de espada a traves del tubo de 2” y dentro del reductor de campana.
4. Usar la punta de “U” en la espada para enroscarlo dentro del reductor de campana.


Secador de Ducha



Embudo de Separación


Tanque de Metóxido


Procesador de Barril


Procesador sin Soldaduras



Ejemplo de una tapadera para un procesador sin soldaduras


Procesador “Appleseed” (de un tanque para calentar agua)



Procesador de Whitman Direct Action



La prueba de agitación
Una versión modificada de la creación de Tilly


Introducción

La prueba de agitación conlleva poner una muestra de un litro de biodiesel en una botella de soda transparente de 2L, agregando 30% de agua por volumen y agitando la botella y luego observando que tan bien se separa el agua del biodiesel. Usamos este método para medir que tan violento puede ser nuestro lavado del resto del biodiesel.

El procedimiento general es el siguiente:

1. Crear una mezcla de biodiesel y agua
2. Agitar (existen varios niveles de intensidad posibles en el agitación)
3. Observar cuan rápido y que tan bien se separa el biodiesel del agua
4. Decidir que tipo de lavado debe hacer.

Indicadores en la prueba

1. Emulsiones
2. Separación demasiado lentamente
3. emulsión en medio del agua y el biodiesel.
4. Burbujas minúsculas (no hay que preocuparse ya que las burbujas eventualmente desaparecerán)
5. Agua nublada (la nubosidad indica la presencia de residuos de jabón en su biodiesel)
6. Agua clara después de la prueba (La prueba no removió cantidades notables de jabón)

Nota: Los primeros 3 indicadores significan que su lavado fue demasiado brusco y que necesita un lavado mas gentil.

Tipos de lavado que utilizamos:

• Lavado estático: el lavado mas gentil
• Lavado de rocío: también es un lavado gentil
• Burbujeo: dependiendo de la intensidad de sus burbujas, este puede ser gentil o algo violento.
• Agitación: puede ser gentil o violento

Diferentes niveles de la prueba de agitación

1. Gire la botella gentilmente 10 veces. Observe la separación
2. Agite moderadamente por 20 segundos. Observe la separación.
3. Agite bruscamente durante 1 minuto. Observe la separación.

Generalmente cuando obtenemos una sepracion después de 10-15 minutos consideramos que el biodiesel ha pasado ese nivel de la prueba de agitamiento. Si toma mas que eso o si notamos una emulsion, sabemos que debemos implementar un lavado mas gentil que el de la prueba.


Esterificacion ácida

Introducción:

Los ácidos grasos libres (AGL) presentan un gran obstáculos al producir biodiesel. Ciertos aceites, como el aceite de palma o el aceite de cocinar usado hasta el extremo, tendrán niveles de FFA tan altos que el método tradicional no sera practico. Los ácidos grasos libres producirán jabón al transesterificar el aceite. Mientras mas FFA tenga, mas jabón sera producido. Una titulación que excede el numero base para su catalizador usualmente indica que su aceite no producirá una transesterificacion satisfactoria. Sin embargo, los niveles aceptables de FFA dependen de varios factores incluyendo el contenido de agua y las técnicas de lavado. También dependen de su criterio personal o profesional en términos de su producto.

Si el contenido de FFA es demasiado alto, existe una técnica llamada esterificacion ácida la cual convierte los ácidos grasos libres en biodiesel, previniendo la formación de jabones. Este método se lleva a cabo antes del proceso de transesterificacion. Como puede ser revelado por el nombre, el proceso ocupa una reacción de esterificacion para lograr que el metanol y el ácido graso libre se unan. Esto nos deja con una cantidad reducida de ácidos grasos libres y una cantidad pequeña de biodiesel preprocesado. Dado que nuestro proceso produce biodiesel, habrá una determinada cantidad de glicerina en su mezcla.

Resumen del procedimiento:

El proceso de esterificacion ácida con el que hemos tenido mas éxito esta basado en el método FATTA. Nuestro método consiste en determinar el contenido de FFA mediante una titulación, añadir el metanol y el ácido sulfúrico concentrado al aceite a 55 grados Celcius y mezclar por 3 horas. Por cada gramo de ácidos grasos libres en su aceite, se añaden 2.25 gramos de metanol y 0.05 gramos de ácido sulfúrico. Una vez que esta reacción se ha consumado, habrá capas de metanol en exceso, ácido y una pequeña cantidad de glicerina. Estas capas se encontraran arriba o debajo del aceite, dependiendo de la cantidad de metanol presente. En nuestro caso, estas capas siempre flotan. Las capas “chatarra” y otra titulación se lleva a cabo. Si todo sale bien, la titulación del aceite se habrá reducido a un nivel aceptable. Después procedemos a transesterificar. Usamos solamente 10% metanol para nuestra transesterificacion en conjunto con un numero base de catalizador reducido. Las temperaturas y tiempos son los mismos que el método de transesterificacion convencional.


Números importantes de saber:

Como referencia, la densidad del metanol es 0.791 g/mL y la densidad del ácido sulfúrico concentrado es de 1.8. Esto nos da 2.84mL de metanol y 0.0267 mL de ácido sulfúrico por gramo de FFA.

Esterificacion ácida paso a paso

Nota: todos las duraciones de calentado y mezclado están basadas en nuestro procesador de 55 galones con un fondo cónico Este ocupa una bomba de agua con un flujo de 350 galones por hora y una resistencia de 220V y 4000Watt.

1. Lleve a cabo una titulación

2. Calcule el peso de ácidos grasos en su lote a partir del numero de titulación (vea la hoja de trabajo que sigue).

3. Lleve el aceite a 55 grados Celsius.

4. Por cada gramo de ácidos grasos libres en su mezcla, agregue 2.84 mL de metanol (en un tanque separado). Luego añada el metanol a la mezcla mientras mezcla. Como siempre, al añadir el metanol, tenga cuidado con los gases.

5. Mida 0.0267 mL de ácido sulfúrico por cada gramo de AGL. Lentamente añada ácido sulfúrico al recipiente y continúe mezclando. Consulte la sección “Calculando AGLs por peso” en este capitulo.

6. Continúe mezclando por 3 horas.

7. Pare de mezclar y deje asentar la mezcla por 8 horas. Si tiene problemas con el asentamiento asegúrese de que su tanque de asentamiento este bien aislado. Entre mas tiempo su mezcla permanezca caliente, mas fácil sera el asentamiento.

8. Remueva la capa de glicerina de la parte de arriba y póngala dentro de un contenedor de desechos. Tenga extrema precaución ya que esta mezcla contiene metanol y un ácido muy fuerte.

9. Lleve a cabo otra titulación después de mezclar bien.

10. Utilizando la segunda titulación y el numero base modificado, mezcle su metoxido con un volumen de metanol igual a 10% del volumen original de su aceite. Por ejemplo, si su lote consiste de 100L de aceite y su segunda titulación le da 3.0 con KOH, mezclara 10L de metanol con (5+3.0) * 100 = 800g de KOH. asegúrese de esperar/mezclar hasta que su KOH este completamente disuelto en el metanol.

11. Lleve el aceite a 55 C.

12. Añada el metoxido con precaución mientras mezcla.

13. Continúe mezclando por 2 horas.

14. Deje asentar y drene la glicerina del fondo.

15. Lave y seque como lo hace normalmente.


Calculando el peso de AGL:


Para calcular el peso de los AGLs en su aceite, debe saber su peso molecular. Un valor típico para la mayoría de los aceites es el del aceite esteárico:284g/mol. Con el aceite de palma usamos un valor de 267.7 g/mol para tomar en cuenta el peso mas liviano del ácido palmitico.
Para calcular el peso de AGL por litro de aceite toma su numero de titulación, lo multiplica por el peso molecular de su AGL y lo divide por el peso molecular de su catalizador (40.0 para NaOH y 56.11 ara KOH). Debe dividir este valor entre la pureza de su catalizador si no esta usando un catalizador 100% puro. Por ejemplo, al usar el aceite de palma, si tiene un numero de titulación de 12.4mL usando KOH al 90%, cada litro de aceite tiene 12.4 * (267.7/ 56.11) / 0.9 = 65.7g AGL/litro de aceite. Por cada lote de 100 litros, tendrá 6.57 ka de AGL en su aceite. Esto requiere (2.84mL * 6,570g AGL) 18650 mL de metanol = 18.65 litros de metanol. también requiere (6570 * 0.0267) 182.5mL de ácido sulfúrico.

Hoja de trabajo para la esterificacion ácida

1ra Etapa

Medidas  
Peso molecular de AGL (g/mol, use 267.7 para palma, 284 si no se sabe)
A.________________
Peso molecular del catalizador (g/mol, 40.0 para NaOH, 56.11 para KOH):
B.________________
Pureza del catalizador (proporción, use 1.0 para catalizadores puros):
C.________________
Primer numero de titulación (mL):
D.________________
Volumen del aceite (L):
E.________________
   
Cálculos:  
Peso de AGLs (g): D*E*A/(B*C)
F.________________
Cantidad de metanol (L): F*2.84/1000
G.________________
Cantidad de ácido (mL): F*0.0267
H.________________

 

2da Etapa

Medidas:  
Segundo numero de titulación (mL)
I.________________
Numero base (g/l 3.5 para NaOH, 5 para KOH)
J.________________
   
Cálculos:  
Cantidad de metanol (L): E/10
K._______________
Cantidad de catalizador (g): (J/C + I) * E
L._______________


Notas Finales: Ciertamente el proceso de esterificacion ácida usa bastante metanol. Dado que el metanol es usualmente caro, la esterificacion ácida tiene una desventaja inicial, sin mencionar el ácido sulfúrico y tiempo involucrados. Por eso, creemos que es importante tratar de recuperar el metanol de la capa “chatarra” de ácido, agua, glicerina y metanol.

Otro problema es el desecho de la capa “chatarra”, especialmente si no realiza la recaptura del metanol. Una idea para lidiar con su desecho adecuadamente es neutralizarlo con una base débil como el bicarbonato de sodio. Una vez neutralizado el ácido, solo queda lidiar con el metanol y la glicerina. Para ello puedo usar un filtro de arena o un filtro biológico.

Sobre los Autores:

Acción Directa de Whitman



Acción Directa de Whitman fue fundada con la idea de hacer un proyecto de biodiesel en Centroamérica. Alrededor de 40 miembros han ido y venido durante nuestra existencia de un año. Bien pocos se quedaron en la organización por mas de pocas semanas cuando se dieron cuenta de cuan difícil sería nuestro proyecto, pero hemos tenido la gran fortuna de contar con algunas de las mejores y más dedicadas personas de nuestra edad que conocemos.

Este libro fue escrito en muchas de las diferentes paradas de nuestro viaje de bus potenciado con biodiesel, desde Walla Walla, Washington hasta nuestro destino actual en las afueras de Sula, Honduras. Más será escrito en Honduras y en Nicaragua. Después de eso, todo queda en Sus manos.

La mayoría de artículos dentro de este libro, fueron escritos por Joseph Bornstein y Curt Bowen. La organización general y la estrategia del libro fueron diseñadas por Curt Bowen. Su traducción fue encabezada por Annelle Méndez y Hugo Vargas. Otros contribuyentes para los artículos incluyen a Dave Tetta, Ethan Townsend, Biolyle, y Danny Boy de Costa Rica. Nunca hubiéramos tenido lo que tenemos hasta ahora sin el trabajo de Bob Richardson, John O., Gram. Laming, Girl Mark, Tilly, Neutral y otros más. Estamos también agradecidos por las bondadosas donaciones del Consejo Estudiantil de Whitman, la comunidad de Ashland, MTV, Seattle Biodiesel, Tomas Harner, Anacafe y Nueva Alianza. Y nada de esto hubiera sido posible sin la ayuda de Brook Golling, quien valientemente manejo un autobús de 18,000 libras por 4,000 millas, Ben Carrier, y Johanna Allen.


Peace.