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Octubre de 2011

El mejor biodiesel, a la “tintorería”

Como en la actualidad el biodiesel suele tener muchas impurezas, el INTI está probando junto a una pyme argentina un sistema de “lavado en seco” –o dry-washing- que quita jabones y glicerina, al tiempo que disminuye el metanol.

Cada vez con mayor frecuencia se encuentran equipos para producir biodiesel para los que no se tiene en cuenta una cuestión básica: la transesterificación en sí misma no produce un buen combustible, sino que sólo se trata del primer paso. Ya sea en las enormes plantas industriales que procesan miles de toneladas de aceite por día o en los equipos de pocos centenares de litros, siempre se debe purificar lo que sale del reactor.
El producto principal de la reacción química que se da en la producción de biodiesel es la mezcla de ésteres metílicos de los ácidos grasos del aceite de origen, pero además hay

La columna de “lavado en seco” de biodiesel diseñada por el INTI
La columna de “lavado en seco” de biodiesel diseñada por el INTI

impurezas: cuanto más pura la materia prima y mejor el proceso, menos materiales extraños tendrá, pero siempre habrá que purificar el producto resultante.
Si se trabaja con aceites muy puros (o sea que han sido tratados previamente) se deberá eliminar todo lo que no permita cumplir con las estrictas especificaciones para el biodiesel, que son fijadas por la Secretaría de Energía de la Nación para las mezclas producidas en la Argentina, y por las normas internacionales para el comercio exterior.

En el otro extremo del rango productivo, está el aceite vegetal usado de frituras (conocido en la jerga del biodiesel como AVU) pensado para combustible de flotas de vehículos municipales o de uso agrícola, con el que –aunque no se pueda cumplir con todas estas exigencias- sí se debe impedir que su uso dañe los motores.
En estos casos, que el INTI encuentra y  trata de solucionar a diario, lo habitual es encontrar tres productos extraños al combustible, que provienen de malos procesos o de  equipos deficientes. La primera entre estas impurezas del biodiesel es el jabón: sales sódicas de esos mismos ácidos grasos producidos por la presencia de agua en el reactor y por aceites muy ácidos mal tratados previamente. Esto directamente ataca a los materiales del motor.

Buen proceso
El segundo producto que hay que eliminar de un buen biodiesel es el alcohol metílico, que se introduce en exceso en la reacción y habitualmente no se recupera, ya que en gran parte queda mezclado en el biodiesel y provoca la caída en el punto de inflamación del combustible, con los riesgos que esto representa. Y el tercer elemento extraño es el aceite sin reaccionar, que perjudica mucho a la inyección del  combustible en el motor. Hay que tener en cuenta que, para una buena performance de los motores, toda impureza impacta negativamente.   
La solución tecnológica, cualquiera sea la escala de producción, es el lavado del biodiesel. La eficiencia de eliminación de las impurezas depende como es lógico de la calidad del biodiesel a ser purificado: cuanto más “sucio” esté, más trabajoso será el proceso y mayor el gasto en agentes de limpieza. Por eso, desde el INTI buscamos enfatizar que al producir biodiesel lo importante es hacer un buen proceso que deje pocos contaminantes.
El proceso de lavado se puede hacer de dos formas: con agua y soluciones débiles ácidas y con repetidos lavados, que es la variante más conocida. Claro que presenta el problema –aparte del de la incorporación de nuevos equipos y procesos- de qué hacer después con esa agua de lavado, que es un contaminante ambiental y en zonas urbanas o parques industriales no puede eliminarse sin tratamiento previo.
La segunda forma es hacer un “lavado en seco”, más conocido como dry-washing. Éste consiste en hacer pasar el biodiesel por columnas que contienen rellenos que retienen las  impurezas.  Este sistema de purificación de biodiesel comenzó a ponerse en práctica en algunas grandes plantas, que utilizan resinas de intercambio iónico.
Posteriormente se vio que la eliminación se producía más por un efecto físico que químico del relleno, por lo que pasó a lavar el combustible con un material sintético absorbe moléculas según el tamaño. Para este filtro se usan silicatos de aluminio y magnesio.

Lavado en seco
Más cerca en el tiempo, la novedad en cuestión de “lavado en seco” de biodiesel es la utilización de material orgánico (celulósico) para reemplazar o complementar al sintético. Dada la utilidad demostrada por el dry-washing y la reducción de costos que representa, el INTI realizó pruebas a escala en plantas de AVU con resultados satisfactorios. Entre ellos, se pueden mencionar los siguientes:

1. los jabones se eliminan totalmente, partiendo de un contenido inicial de entre 3.500 y 4.000 ppm.
2. la glicerina libre baja de 0,2 o 0,3 % a cero.
3. el metanol, si se parte de un contenido no mayor de 1 %, baja hasta el 0,2 %.  Esto significa que el equipo debe tener un sistema de separación-recuperación previa del metanol.  

Estas pruebas, desarrollados con una columna de prueba en la planta piloto del centro INTI Cereales, fueron corroborados por un análisis realizado según normas específicas.
El paso posterior fue el testeo industrial, que el Instituto realizó en conjunto con una pyme que produce pequeñas plantas de biodiesel, Bioenergy, con base en la provincia del Chaco, con la que el INTI tiene un convenio de cooperación tecnológica. Se probaron diferentes rellenos con maderas autóctonas y otros materiales, con los que se arribó a excelentes resultados. Para este proceso se diseñó en forma conjunta una columna de lavado de biodiesel (ver foto principal de esta nota).
El rendimiento comprobado es de 800 litros de biodiesel por cada kilo de relleno en promedio, es decir que las columnas de dos pasos mantienen su eficacia luego de procesar 6.000 litros de biocombustible. El biodiesel tratado de esta forma presenta un color límpido y claro. Aparte, el material desechado es compacto y puede ser quemado en calderas o bien dispuesto como residuo sólido en basurales habilitados.
En este momento se está testeando zeolitas naturales del país para la eliminación de metanol, incluso en concentraciones altas, tema sobre el que informaremos oportunamente en E-Renova.

Para solicitar más datos sobre “lavado en seco” de biodiesel, escribir a: biodiesel@inti.gob.ar.

Ing. Quím. Marcos Burín
Coordinador del área de biodiesel
ATE Energías Renovables
INTI

 

 
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