Características del Biodiésel de palma y las mezclas.

Mónica Cuéllar Sánchez

Fedepalma

Contenido

1. La Palma de Aceite en Colombia

2. Características del Biodiésel

3. Prácticas de manejo del biodiesel durante el almacenamiento

La Palma de Aceite en Colombia

Palma 86%

Palmiste7,5%

Sebo4,7%

Soya1,1%

Algodón1,1%

249

152

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Mil

es

de h

ec

táre

as

Producción Desarrollo

La palma de aceite, se cultiva desde hace más de 50 años en el país y tiene una participación en la producción del 93%

Esto garantiza un suministro permanente de aceite de palma para los diferentes sectores industriales.

Zona Norte:110.278 ha

Zona Central:99.960 ha

Zona Oriental:135.849 ha

Zona Occidental:18.883 ha

Localización16 departamentos

103 municipios

Área sembrada 401.000 Has

Plantas de Beneficio

55

Producción 2009

Aceite de palma: 802.300 Ton.

Aceite de palmiste: 71.350 Ton.

Torta de palmiste: 95.900 Ton.

El desarrollo reciente de la palma de aceite involucra un creciente número de pequeños y medianos

productores, los cuales representan el 25% del área sembrada en la ultima década.

La agroindustria de la palma de aceite está comprometida con los principios del desarrollo sostenible

Compatible con el Medio

Ambiente

Socialmente aceptable

Económica -mente viable

Más de 400.000 empleos directos e indirectos

Empleo formal, estable y dentro del marco laboral.

Programas de capacitación y promoción empresarial

Programas de bienestar en vivienda, salud, educación y recreación

La agroindustria de la palma de aceite genera:

425,9 450,9

570

303,6323,1

218

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

2007 2008 2009

Mile

s d

e t

on

ela

da

s

Mercado local Mercado de exportación

Distribución de las ventas de aceite de palma en Colombia2007 - 2009

Hay suficiente oferta de aceite de palma para cubrir

los principales mercados en

Colombia, el de alimentos,

biocombustibles y el de exportación.

Características

del Biodiésel de Palma

El Aceite de Palma

10

Es un alimento saludable ya que es libre de colesterol, libre de

grasas trans y posee un alto contenido de vitaminas (A y E) y de

fitosteroles

11

OleínaFracción líquida

EstearinaFracción sólida

Aceite de Palma

Características del Aceite de Palma

Cáprico C10:0 - 3,7

Laurico C12:0 0,2 48,3

Miristico C14:0 1,1 15,6

Palmítico C16:0 44 7,8

Estearico C18:0 4,5 2

Oléico C18:1 39,2 15,1

Linoléico C18:2 10,1 2,7

Acidos

laúricos

Aceite de

Palmiste

Composición de ácidos grasos

Ácidos Grasos Aceite de Palma

50%

Saturados

50%

Insaturados

12

Se denomina biodiésel a los metil esteres de ácidos grasos derivados de aceites y grasas.

El proceso químico se conoce como transesterificación.

Biodiésel

• Las materias primas utilizadas en las diferentes regiones del mundo dependen de su disponibilidad local.

• Las características del aceite utilizado como materia prima, determina algunas de las propiedades del biodiésel.

13

5358

68

0

20

40

60

80

100

120

140

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Soya Colza Girasol Sebo Palma

Punto de Fluidez Estabilidad a la oxidacción

Indice de Yodo Numero de Cetano

Numero de Cetano

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

60

62

0 5 10 15 20 25 30

% de Biodiesel en la mezcla

Diesel Regular

Diesel Extra

Diesel 2 ASTM

La incorporación de metil ester al

combustible biodiésel mejora el

número de cetano de la mezcla

Características de las mezclas diesel – biodiésel de palma

Poder Calorífico

25

30

35

40

45

50

0 5 10 15 20 25 30

% de Biodiesel en la mezcla(M

J/K

g)

Diesel Regular Diesel Extra Diesel HDT

La adición de biodiésel de palma al

combustible diesel sólo disminuye

en un 2,5% el poder calorífico de la

mezcla

Fuente: Proyecto “Evaluación de mezclas de biodiésel de palma como combustible diesel”. ECOPETROL-ICP y Cenipalma 14

Normas técnicas vigentes para el biodiésel en el mundo.

15

Establecen los requisitos de calidad para el biodiésel que se utilizará puro o en mezcla

en motores diesel

Las dos de referencia son:EN 14214 – Unión Europea

ASTM 6751 – Estados Unidos

En Colombia:NTC 5444 (Armonizada con

las dos anteriores)

Producto•Punto de Fluidez

•Densidad

•Índice de Yodo

Proceso•Contenido metil ester

•Contenido de metanol

•Contaminación Total

Comportamiento

•Poder Calorífico

•Lubricidad

•Numero de Cetano

Alcance de la Norma

16

El biodiésel de palma cumple con las especificaciones de calidad establecidas nacional e internacional.

PROPIEDADES UNIDAD ASTM 6751 (S500) EN 14214 NTC 5444Biodiesel de

Palma

DENSIDAD (15°C) Kg/m3 ------ 860 - 900 860-900 875

VISCOSIDAD A 40° C mm2/s 1,9-6,0 3,5 - 5,0 1,9 - 6,0 4,49

NUMERO DE CETANO Cetanos min 47 min 51 min 47 68

PUNTO DE CHISPA °C min 130 min 120 min 120 159

PUNTO DE FLUIDEZ °C ReportarDepende de la

RegiónReportar 12

ESTABILIDAD A LA OXIDACCIÓN Horas min 3 min 6 min 6 26

ESTABILIDAD TERMICA %Reflect N.R N.R mín 70 99

INDICE DE YODO g yodo/100g N.R max 120 max 120 58

CORROSION LAMINA DE CU N/A * 1 1 1 1a

RESIDUO DE CARBON CONRADSON % peso 0,05 <0,1 máx 0,3 <0,1

NUMERO ACIDO mg KOH/g 0,8 max 0,5 max max 0,5 <0.1

CONTENIDO DE AGUA mg/Kg 500 máx 500 máx 500 máx 380

CONTENIDO DE FOSFORO mg/Kg max 10 max 10 max 10 1,26

CONTENIDO DE METANOL O ETANOL %masa 0,2 0,2 < 0,2

CONTENIDO DE GLICERINA LIBRE/TOTAL %masa 0,02/0,24 0,02/0,25 0,02/0,25 < 0,02 / < 0,25

CONTENIDO DE ESTER % masa 96,5 96,5 96,5 98,5%

CONTENIDO DE Na + K mg/Kg max 5 max 5 max 5 4,25

CONTENIDO DE Ca + Mg mg/Kg max 5 max 5 max 5 1,89

Colombia es el único país del mundo que exige al productor que certifique cada uno de los lotes de biodiésel producidos.

Este certificado debe ser entregado, cada vez que se despacha un camión.

Pruebas abreviadas para el recibo de biodiésel

Propiedades de Flujo en Frío

Punto de Nube – Punto de Fluidez - CFPP

18

La NBB menciona que para que el

biodiésel se mantenga en estado líquido,

debe ser almacenado a una temperatura

de 6°C superior al punto de nube.

En el caso del biodiesel de palma, esto

significa que debe mantenerse el

producto puro por encima de 20°C

(Resolución 180243 del 2007)

Punto de fluidez 12°C

Punto de nube 14°C

Margen de seguridad 6°C

Temperatura para que el

producto permanezca

líquido

20°C

Definen el comportamiento del producto según la temperatura

Por la configuración de ácidos grasos del biodiesel de palma, este producto tiende a

solidificarse a temperaturas inferiores de 14°C (punto de nube).

Este proceso de solidificación no afecta las características del producto y puede

revertirse calentando el producto.

13°C

20°C

Propiedades de Flujo en Frío

Formas de mantener el biodiésel de palma líquido

19

20°C Aislamiento de tanques y tuberías

Uso de pre-mezclas concentradas en biodiésel

Uso de aditivos

El punto de fluidez del biodiésel de palma no afecta de forma significativa esta propiedad en la

mezcla.

Efecto del biodiésel de palma en las propiedades de Flujo

en frío de las mezclas (BX)

Fuente: Proyecto “Evaluación de mezclas de biodiésel de palma como combustible diesel”. ECOPETROL-ICP y Cenipalma 20

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

B2 B5 B10 B20 B100

Comportamiento de las Propiedades de Flujo en Frio de las mezclas diesel – biodiésel de palma (°C) - 2010

CFPP Fluidez Nube

-18,0

-15,0

-12,0

-9,0

-6,0

-3,0

0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

15,0

B0 B2 B5 B10 B20 B30 B100

Comportamiento del Punto de Nube del las mezclas diesel –biodiésel de palma (°C) - 2005

Diesel Regular 1 Diesel Regular 2

Diesel Extra Diesel 2

Fenómeno de solidificación del biodiésel y las

mezclas (HAZE)

21

Este fenómeno se presenta en el biodiésel independiente del origen de la materia prima.

Inicialmente se sospechó que eran problemas de cristalización por temperatura pero luego observaron que estos cristales NO corresponde al biodiésel -(Minessota)

Fondo Tanque B50

Usuario Industrial

Tanques de B100

Factores que promueven la formación de sólidos en las mezclas

Presencia de agua

HAZE del biodiésel

Diesel de bajo azufre

• La formación de los sedimentos está determinada por las condiciones (P y T) y el tiempo de “reposo” del producto.

• El fenómeno se presenta con biodiésel dentro de especificaciones de calidad, las condiciones de almacenamiento y manejo del producto son DETERMINANTES para disminuir la formación del solido

Que son los HAZE?

Pero que son los esteril glucosidos?Son compuestos minoritarios que hacen parte de los aceites vegetales, entre los cuales se encuentran los

esteroles y algunas vitaminas.

Son solubles en el aceite e insolubles en el biodiésel

• Es un sólido que se forma a temperaturas

cercanas al punto de nube del biodiésel.

• Depende de los siguientes co -factores:– Contenido de monogliceridos

– Agua

– Jabones

– Esteril glucosidos

• Estos sedimentos se miden por el

parámetro de Contaminación TotalFuente: Instituto Colombiano del Petróleo. Mayo 2010

Prácticas de manejo de los productos durante el

almacenamiento

Estación de almacenamiento y mezcla Transmilenio S.A.

Estación de almacenamiento y mezcla Coordinadora S.A

Verificación del grado de higroscopicidad del biodiésel se realizó un estudio de saturación del B100 con agua

Resultados prueba saturacion agua B:100 Interquim

0200400600800

1000120014001600180020002200

Co

nte

nid

o d

e a

gu

a,

pp

m

25°C 35°C

0 dias 1 dias 2 dias 3 dias 6 dias

Resultados prueba saturacion agua B:100 Oleoflores

0200400600800

100012001400160018002000

Co

nte

nid

o d

e A

gu

a,

pp

m

25°C 35°C

1dia 2 dia 3 dia 6 dia0 dia

Los resultados encontrados mostraron que la concentración de saturación del biodiésel con agua esta alrededor de 1600ppm a 25°C y cerca de 1800 ppm a 35°C. Se encontró también que esta concentración se alcanza en tiempos cortos (1día). Resultados similares han sido publicados en literatura.

Lo anterior indica que el biodiésel debe ser protegido de la humedad por su alta higroscopicidad.

Biodiesel 1 Biodiésel 2

Prácticas de manejo de los productos durante el

almacenamiento

• Mantener los tanques en óptimas condiciones.• Practicas preventivas para evitar el ingreso de agua:

• Instalar filtros de sílica – gel, en los cuellos de ganso de los tanque.

• Drenaje periódicos a los tanques de almacenamiento del productos.

• Monitorear continuamente la presencia de agua• Determinar el contenido de agua de forma

quincenal • Seguimiento a las temperaturas de los tanques

(biodiésel de palma y diesel) para garantizar el estado del biodiésel y evitar posibilidad de “choque térmico” entre las dos corrientes.

• Cambios sílica-gel en los respiraderos(día por medio)

• Períodos de lluvia (diario)

Drenajesquincenales(puntoinferior)

Seguimiento al contenido de agua en los tanques de almacenamiento de biodiésel de palma, en la Estación de Transmilenio.

330

350

370

390

410

430

450

470

490

510

530

11/0

2/20

08

18/0

2/20

08

25/0

2/20

08

03/0

3/20

08

10/0

3/20

08

17/0

3/20

08

24/0

3/20

08

31/0

3/20

08

07/0

4/20

08

14/0

4/20

08

Salida al

blender

Normatividad

Muestreo cada 3 días, semanal, quincenal

Se encontró que el contenido de humedad en el biodiésel entregado a los buses se encuentra dentro de especificaciones.

Lo anterior indica que es posible controlar la humedad en el tanque impidiendo el ingreso de humedad con sílica-gel.

Resultados obtenidos

0

50

100

150

200

Período de prueba

Hu

me

da

d (

pp

m)

Seguimiento humedad (ppm) del diésel en el tanque de almacenamiento

Punto medio

Punto inferior

Valor máximo recomendado por los fabricantes de motores diésel

Durante el almacenamiento del producto de estos dos proyecto se puede concluir:

• El producto es altamente higroscópico.

• Las practicas de manejo permitieron mantener el contenido de agua muy por debajo del límite establecido.

• No se evidenció presencia del fenómeno de solidificación en los tanques de almacenamiento de los productos puros ni en los vehículos.

Muchas gracias