Obtención de biodiesel a partir de desechos de grasa de pollo

Finalmente se generó una proyección futura de la cantidad de desechos de pollo obtenidos de una muestra representativa y la cantidad de biodiesel que se podría obtener de ellos. Tiene ventajas sobre el diésel derivado del petróleo al obtenerse de fuentes renovables, mencionadas anteriormente. La principal materia prima a partir de la cual se produce el biodiesel es el aceite de soja, producto que se exportaba a China.

HIPÓTESIS

OBJETIVOS

ANTECEDENTES

MATERIALES Y METODOS

La separación de grasa y la obtención de colágeno a partir de proteínas como ACPP (aislado de colágeno de piel de pollo) se puede realizar con agua, alcohol etílico y éter de azufre a diferentes temperaturas. El aislado de colágeno obtenido de la piel de pollo puede en ocasiones sustituir a las proteínas extensoras convencionales por su disponibilidad en las industrias procesadoras de pollo y por su composición”, expresó C. El punto de partida de nuestro trabajo de campo sería utilizar únicamente grasa de pollo para realizar la transesterificación. Reacción en la que una molécula de triglicéridos, componente mayoritario de una grasa, reacciona con un alcohol, normalmente ligero, bajo la acción de un catalizador, para producir una mezcla de ésteres de ácidos grasos y glicerina.

SELECCIÓN DE VARIABLES

El elegido para realizar la reacción fue el hidróxido de sodio, por ser más accesible al público en general y más económico. Según CEPAL (Comisión Económica para América Latina y el Caribe) y Naciones Unidas (2007), el proceso de producción de biodiesel requiere de un alcohol para la reacción. En nuestro trabajo de investigación realizamos la reacción para la obtención de biodiesel con ambos alcoholes para comparar el desempeño del combustible obtenido, manteniendo constantes las demás variables.

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL BIODIESEL

RESULTADOS ESPERADOS

CARACTERÍSTICAS A TENER EN CUENTA

La cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS) es una técnica analítica dedicada a la separación, identificación y cuantificación de mezclas de sustancias volátiles y semivolátiles. Una vez separadas las sustancias, se fragmentan y analizan en función de su patrón de fragmentación, que se puede comparar con la información contenida en una base de datos espectral de masas para su identificación preliminar. El biodiesel se analizará cualitativamente mediante GC/MS, lo que permitirá, por un lado, la separación de los ésteres metílicos mediante cromatografía de gases y su posterior identificación mediante la técnica de espectrometría de masas.

TRABAJO DE CAMPO

Tres de ellos fueron seleccionados y visitados semanalmente durante tres semanas, continuando con la recolección de grasa de pollo de la jornada laboral de cada persona. El objetivo de este fue obtener una muestra representativa de la cantidad de grasa generada por semana y así hacer una estimación de la cantidad de biodiesel que se podría obtener, por mes, a partir de estos residuos. Estequiométricamente, el rendimiento másico de la reacción es aproximadamente igual a uno, por lo que se obtiene la misma masa de biodiesel que el aceite vegetal de partida.

1:OBTENCIÓN DEL ACEITE DE POLLO

FUNDICIÓN EN ESTUFA A 75ºC

Las muestras se revisaron a las 19:30 y se observó que la grasa de cada muestra comenzaba a derretirse.

ENFRIAMIENTO A TEMPERATURA AMBIENTE POR 8HS

SEPARACIÓN DEL ACEITE

Pudimos observar que el rendimiento fue mayor en las muestras 1 y 2, que contenían únicamente grasa de pollo. También observamos que de las demás muestras que contenían los residuos se obtuvo un aceite de la misma calidad que el de las muestras 1 y 2. Para calcular el rendimiento total se pesó en un vaso de precipitado, lo que dio un valor de 515 g. del número total de muestras.

PREPARACIÓN DE LAS SOLUCIONES DE HIDRÓXIDO EN ALCOHOL

TRANSESTERIFICACIÓN

TRANSESTERIFICACIÓN CON METANOL

Transesterificación 1
Transesterificación 1'

TRANSESTERIFICACIÓN CON ETANOL

La reacción de transesterificación se realizó con partes iguales de aceite y la solución de los alcoholes a comparar; a 60°C con agitación durante aprox. una hora y media. El proceso se repitió para obtener una cantidad diferente de biodiesel a partir de la solución de metanol y hacer más representativa la muestra final. Con este método, el pH de la solución se volvió demasiado ácido, por lo que intentamos lavar sólo con agua destilada.

Utilizamos una ampolla decantadora de 250 ml en la que introdujimos 130 ml de biodiesel y 100 ml de agua destilada a temperatura ambiente. Uno de los parámetros interesantes para confirmar el biodiesel obtenido fue la viscosidad. Por otro lado, las muestras 3 y 4 no pasaron por la etapa de secado, por lo que contenían gotas de agua en su interior, lo que provocó que la solución se volviera turbia.

Luego se combinaron las muestras de biodiesel y se midió nuevamente la viscosidad, utilizando el mismo método, arrojando un valor igual a 26,7 mm2/s. Los valores de viscosidad presentaron valores superiores a los expresados en las tablas de la bibliografía consultada, en muestras de biodiesel provenientes de diferentes materias primas. De la misma forma, se podría obtener una cantidad total de 925,6 kilos de grasa en un periodo de doce meses.

El proceso de transesterificación se realizó de la misma forma que para el metanol, sólo reemplazando este reactivo por etanol. La bibliografía consultada muestra que la transesterificación con metanol es más efectiva y económica por lo que es más utilizada a escala industrial, pero como también se puede realizar con etanol, el producto más económico en nuestra ciudad, se propuso realizar la reacción con ambos alcoholes para verificar el cumplimiento del objetivo → obtención de biodiesel. Se observó que la transesterificación con etanol, en condiciones de tiempo, temperatura y relación aceite-catalizador-alcohol, similares a la reacción producida con metanol, no cumplió con el propósito de obtener biodiesel.

COMPROBACIÓN DEL BIODIESEL OBTENIDO

Se preparó una solución de K(OH) 0,5N
Se pesó 7,9681gr de biodiesel tomado de las muestras 1 y 2, con el objetivo de que el valor que obtengamos sea más representativo
Se tomó 75ml de etanol y lo neutralizamos, con la solución de K(OH) preparada anteriormente. Se le colocaron unas gotas de fenolftaleína al alcohol y se titulo con la
Se colocaron en un erlenmeyer de 250ml los gramos de biodiesel junto con los 75 ml de alcohol neutralizado y 3 gotas de fenolftaleína para poder observar el viraje del
Se tituló con K(OH), con agitación constante, hasta el viraje del indicador (de amarillo pálido a rosado)
Se hicieron los cálculos correspondientes
Se tomó 25ml de solución de K(OH) + etanol y se descargó en el erlenmeyer que contiene la muestra de biodiesel
Se calentó entre 30 y 60 minutos para asegurar que la saponificación sea completa
Se dejó enfriar a temperatura ambiente y se colocaron 3 gotas de fenolftaleína
Se tituló con HCl 0,5N, con agitación constante, hasta el viraje del indicador (de amarillo pálido a rosado)
Se hizo correr un blanco de la misma forma pero utilizando agua destilada en vez de biodiesel
Se hicieron los cálculos correspondientes

A continuación se detallan algunos de los parámetros de calidad del biodiesel más importantes establecidos por Biocombustibles Sostenibles del Caribe S.A., reconocido como líder en el sector agroindustrial. Número de acidez: Se utiliza para determinar el nivel de ácidos grasos libres o ácidos procesados que pueden estar presentes en el biodiesel. Se ha demostrado que el biodiesel con un alto índice de acidez aumenta los depósitos en el sistema de suministro de combustible y puede aumentar la propensión a la corrosión.

Glicerina total: Se utiliza para determinar el nivel de glicerina en el combustible e incluye la glicerina libre y la parte de glicerina de cualquier aceite o grasa sin reaccionar total o parcialmente, el parámetro de referencia corresponde a 0,25% p/p. Las trazas de glicéridos en el biodiesel son un signo de conversión incompleta del aceite vegetal durante la reacción de transesterificación. Un biodiesel con una cantidad excesiva de glicéridos puede provocar depósitos en la cámara de combustión." La información completa está disponible en el Anexo 8, si es necesario.

Índice de acidez o índice de acidez (AI): miligramos de KOH necesarios para neutralizar los ácidos grasos libres en un gramo de materia grasa. En el Anexo 9 se proporciona más información sobre la técnica de análisis. ❖ Índice de saponificación: es la cantidad de miligramos de hidróxido de potasio necesarios para saponificar completamente 1g de aceite o grasa. Esto arrojó un valor de 98,08 mg K(OH), el cual cumple con los valores establecidos por las normas de calidad para el biodiesel.

Una vez que se compararon los datos obtenidos de las pruebas físico-químicas con los datos confiables de las normas descritas anteriormente, se pudo tener un indicio de que efectivamente lo obtenido era biodiesel.

ALMACENAMIENTO

USOS DEL BIODIESEL

La investigación realizada por el Southwest Research Institute en un motor Cummins N14 indica que los gases de escape del biodiesel tienen un impacto menos dañino para la salud humana.

EVOLUCION DEL BIODIESEL EN LOS ULTIMOS AÑOS

Las emisiones de biodiesel han reducido los niveles de todos los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) más grandes y los compuestos de HAP nitrados se han reducido entre un 75 y un 85 por ciento. Actualmente existen alrededor de 30 plantas de biodiesel en el país, la mayoría de las plantas están ubicadas en Santa Fe, cerca de Rosario.

CONCLUSIÓN

Con base en todo lo visto anteriormente, se concluye que el uso de grasas animales, especialmente grasa de pollo, como materia prima para la producción de biodiesel sí es viable, pero que el uso de etanol para su producción es una opción. Excluido, al menos. en las condiciones de reacción que se llevaron a cabo en este trabajo. De todo lo anterior se concluye que, si bien el metanol tiene un costo tres veces mayor que el etanol, su accesibilidad es más limitada porque proviene de una fuente no renovable y su toxicidad es mayor, es la opción elegida y más conveniente. para la obtención de biodiesel a partir de desechos de pollo.

BIBLIOGRAFÍA

Análisis de biodiesel mediante cromatografía de gases y espectrometría de masas

Disponible en: https://biodiesel.com.ar/biodiesel-preguntas-frecuentes 16) Diario "La Nación", "Los desafíos del Biodiesel en Argentina".

Manual de Biocombustibles ARPEL ICA#6-2009 Instituto Interamericano de Cooperación Asociación Regional de Empresas de Petróleo y para la Agricultura (IICA)

Ensayos de Calidad de combustible Biodiesel (mezclas con Diesel) Intertek proporciona servicios de calidad del Biodiesel. Ensayos de Biocombustible,

Respecto al primer año de producción de la serie histórica, la producción de biodiesel se triplicó. El líquido extraído del proceso de la caña de azúcar aumentó un 19% y el del maíz, un 2,2 por ciento. Si se compara con el inicio de la serie en 2009, la producción de bioetanol se ha multiplicado por 38.

Esta prueba piloto, que se llevará a cabo durante seis meses, se denomina "Experiencia BioBus" y tiene como objetivo confirmar el impacto positivo del uso de biodiesel. En este sentido, Alberto Garibaldi, de la consultora ALG, afirmó: "Estos grupos ni siquiera huelen a diesel. Si las partículas caen verticalmente en un líquido viscoso por su propio peso, se puede calcular su velocidad de caída o sedimentación equiparando la fuerza de fricción con el peso aparente de la partícula en el líquido.

Vs es la velocidad de caída de las partículas (velocidad límite) g es la aceleración gravitacional. Si conocemos la densidad de la esfera, el fluido y la velocidad de caída, la viscosidad se puede calcular mediante la fórmula de la ley de Stokes. La importancia de la ley de Stokes queda ilustrada por el hecho de que desempeñó un papel clave en la investigación de al menos tres premios Nobel.

Se pueden utilizar aplicaciones similares de la ecuación para estudiar el principio de sedimentación de partículas finas en agua u otros líquidos. El punto de ebullición atmosférico del biodiesel suele estar entre 330ºC y 357ºC, por lo que el valor de 360ºC en la especificación no es un problema. Generalmente este punto está entre 3 y 6ºC por debajo del punto de turbidez y depende de la materia prima utilizada para producir el biodiesel.