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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

4 comentarios - como hacer biodisel con aceite de cocina (3) hiper completo

ivanadol
Está muy bueno el post. Te cuento que en Eduardo Castex en La Pampa hay una escuela agropecuaria que produce biodiesel a partir de aceite usado que recolectan en distintas rotiserías. El sistema está complementamente armado por los propios alumnos y profesores.
diegomaga
ivanadol dijo:Está muy bueno el post. Te cuento que en Eduardo Castex en La Pampa hay una escuela agropecuaria que produce biodiesel a partir de aceite usado que recolectan en distintas rotiserías. El sistema está complementamente armado por los propios alumnos y profesores.

Tendrias algun mail o telefono de contacto? gracias..