Química Ingeniería - Universidad Nacional de Trujillo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

“OBTENCIÓN DE BIODIESEL POR REACCCIÓN DE TRANS

ESTERIFICACIÓN DEL ACEITE DE PESCADO CON METANOL”

TESIS

PARA OPTAR EL TÍTULO DE:

INGENIERO QUÍMICO

AUTOR: Br. ERICK VITTO QUILCAT RODRÍGUEZ

ASESOR: Dr. VITO E. QUILCAT LEÓN

TRUJILLO – PERÚ

2013

Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación

Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

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PRESENTACIÓN

SEÑORES MIEMBROS DEL JURADO DICTAMINADOR:

De conformidad con lo normado en el Reglamento de Grados y Títulos de la Facultad de

Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Trujillo, pongo a su consideración el

presente trabajo de tesis titulado: “Obtención de biodiesel por reacción de trans

esterificación del aceite de pescado con metanol”; ejecutado con la finalidad de

obtener el Título de Ingeniero Químico.

Tras el veredicto de ustedes manifiesto mi agradecimiento a todos los ingenieros que se

desempeñan como docentes en la Facultad de Ingeniería Química por haber contribuido

con sus conocimientos en mi formación profesional.

Trujillo, abril de 2013

Br. Erick Vitto Quilcat Rodríguez



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JURADO DICTAMINADOR

---------------------------------------- Dr. José Silva Villanueva

PRESIDENTE

---------------------------------------- MSc. Juan Saldaña Saavedra

SECRETARIO

------------------------------------------- MSc. Henry Esquerre Pereyra

MIEMBRO



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DEDICATORIA

Gracias a Dios; dador de vida y esperanza

A mis padres:

Vito Erasmo Quilcat León Ada Ivonne Rodríguez Nomura

Por todo el apoyo, exigencia y dedicación que me brindan.

A mis hermanos:

Carlos Antonio Quilcat Rodríguez Hubert Alexis Quilcat Rodríguez

Por su apoyo y porque siempre estemos unidos.

Br. Erick V. Quilcat Rodríguez



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AGRADECIMIENTO

Al Dr. Vito E. Quilcat León

Por su valiosa orientación como asesor y apoyo incondicional que conllevaron a la culminación

de esta investigación.



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INDICE

PRESENTACIÓN .............................................................................................................. i

JURADO ........................................................................................................................... ii DEDICATORIA ................................................................................................................. iii

AGRADECIMIENTO.......................................................................................................... iv

ÍNDICE ............................................................................................................................. v ÍNDICE DE TABLAS ......................................................................................................... vi

ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................................... vii

RESUMEN ........................................................................................................................ viii ABSTRACT ....................................................................................................................... ix

I. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 1 II. MATERIALES Y MÉTODOS ...................................................................................... 23 III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................... 35 IV. CONCLUSIONES ..................................................................................................... 50 V. RECOMENDACIONES .............................................................................................. 52 VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 53

ANEXOS ........................................................................................................ 58



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INDICE DE TABLAS

TABLA 1. Composición del aceite de pescado 19

TABLA 2. Pruebas preliminares 36

TABLA 3. Resultados de las pruebas de repetición

de la muestra 4 37

TABLA 4. Condición de operación para la reacción

de transesterificación 38

TABLA 5. Biodiesel bruto decantado de la glicerina 39

TABLA 6. Biodiesel lavado 40

TABLA 7. Biodiesel seco (sin humedad) 41

TABLA 8. Valores del punto de inflamación del biodiesel 42

TABLA 9. Valores de densidad y gravedad API 43

TABLA 10. Viscosidad del biodiesel A 37,8° C 44

TABLA 11. Resultados de la destilación ASTM Engler 46

TABLA 12. Índice de Cetano 47

TABLA 13. Valores de frecuencia y longitud de onda de

los espectros IR del biodiesel 49

TABLA 14. Especificaciones del Biodiesel (B100) 59



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INDICE DE FIGURAS

FIGURA 1. Diagrama de flujo de la obtención de

biodiesel a partir de aceite de pescado ............................... 25

FIGURA 2. Reacción de trans esterificación ......................................... 50

FIGURA 3. Lavado y reposo del biodiesel ............................................. 61

FIGURA 4-a. Color del biodiesel obtenido: en las pruebas

preliminares (parte superior) y en las

pruebas definitivas (parte inferior) .................................... 62

FIGURA 4-b. Color del biodiesel muestras finales .................................... 63

FIGURA 5. Determinación del punto de inflamación ............................. 64

FIGURA 6. Equipo Hoeppler para determinar la

viscosidad ........................................................................... 65

FIGURA 7. Aparato para destilación ASTM engler ............................... 66

FIGURA 8. Producto de la destilación ASTM engler ............................. 67

FIGURA 9. Nomograma para determinar el índice de

cetano ................................................................................. 68

FIGURA 10. Espectros de infrarrojo del aceite de pescado

............................................................................................ 70

FIGURA 11. Espectros de infrarrojo de la muestra 2 de

Producto .............................................................................. 71


producto .............................................................................. 71


producto .............................................................................. 72


producto .............................................................................. 72


producto .............................................................................. 73

FIGURA 16. Producto de la destilación ASTM engler

envasado............................................................................. 74



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RESUMEN

En este trabajo de investigación se ha preparado biodiesel a partir de

aceite de pescado mediante la reacción de trans esterificación con

metanol. Se realizaron pruebas preliminares para establecer condiciones

de reacción adecuadas a fin de obtener buen rendimiento de la reacción.

Así, se logró un rendimiento promedio de 84,37 %, estableciéndose a las

condiciones bajo las cuales se produjo el biodiesel de la muestra 4 de

aceite para ser repetidas. Se hizo diez repeticiones, con una hora como

tiempo de reacción en un rango de temperatura de (50 – 60)º C.

alcanzando un rendimiento en biodiesel seco (anhidro) de 83,45 %. El

producto, presenta propiedades como el punto de inflamación, color,

viscosidad, índice de cetano similares y/o muy cercanas a las

establecidas para biodiesel B100.

Palabra clave: biodiesel; aceite de pescado



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ABSTRACT

In this research work it has prepared biodiesel from fish oil by the reaction

of trans esterification with methanol. It has achieved preliminary test to

establish overall condition to obtain a good efficiency in the reaction. So,

de efficiency was 83,37 %, for the preliminary test, the condition under la

four oil sample was achieved was establishied to do ten repetitions.

Then time of reaction was one hour and the temperature range, (50 – 60)º

C, under this conditions the efficiency was 83,45 % in dry biodiesel. The

product have properties, us the inflammation point, colour, viscosity,

cetane index, same or very near to the properties establishied for the

biodiesel B100.

Key Word: biodiesel; fish oil



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I. INTRODUCCIÓN

El deterioro de la capa de ozono, la contaminación ambiental del aire de

las grandes ciudades son algunos efectos negativos que tienen los

combustibles fósiles sobre el medio ambiente. Sin embargo, además de

este problema ambiental, la disminución de las reservas mundiales de

petróleo y de gas natural, está llevando a buscar nuevas alternativas de

abastecimiento energético.1

Una valiosa opción son los combustibles no fósiles y entre estos los

renovables, como el etanol y biodiesel, obtenido de materias orgánicas

residuales y que por lo tanto no contribuyen al calentamiento global

debido a que no se estaría afectando al ciclo del carbono.1

A diferencia de los combustibles tradicionales (petróleo, carbón, gas

natural), el biodiesel tiene impacto notorio en la reducción de las

emisiones gaseosas nocivas como: el dióxido de azufre (SO2) y sulfatos;

principales componentes de la lluvia acida, polihidrocarburos aromáticos

(PHA) identificados como potencialmente cancerígenos, el monóxido de

carbono (CO), hidrocarburos no quemados, emisiones particuladas, etc.1.

Una alternativa que ha generado impactos positivos en los países

europeos y en Estados Unidos, en cuanto a los motores de encendido por

compresión (motores diesel), es el llamado biodiesel, combustible que

proviene de cultivos energéticos (plantas oleaginosas) o de grasas

animales, lo cual ofrece la característica de energía renovable,

biodegradable y no tóxica, es decir que es un recurso que puede

generarse naturalmente al derivarse de cultivos energéticos que están

sometidos a ciclos, por esto se puede afirmar que este tipo de energía se

mantiene regularmente constante en la naturaleza.2

A escala mundial se han desarrollado diversas investigaciones con el

propósito de establecer las diferencias entre las emisiones generadas por



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la combustión del biodiesel y del diesel convencional. En términos

generales se ha encontrado que los óxidos de nitrógeno (NOx)

incrementan proporcionalmente con el aumento de la concentración de

biodiesel en las mezclas biodiesel-diesel, no obstante han sido reportados

exitosos esfuerzos para reducir las emisiones de éstos. Por el contrario, la

opacidad de humos, los hidrocarburos parcialmente quemados (HC) y el

CO decrecen a medida que se incrementa la concentración del biodiesel

en las mezclas.

En los resultados reportados por Tickell3 se aprecian reducciones

«netas» de CO2 del 100%, debido a que este gas es transformado por las

plantas en oxígeno por medio del proceso de fotosíntesis; además

reducciones de SO2 cercanas al 10% debido a la ausencia de azufre en el

biodiesel, de hollín entre 40-60%; de CO entre 10- 50%; de HC entre 10-

50%; y de aldehídos y compuestos poliaromáticos en torno a 13%.

Igualmente afirma que puede haber reducción o incremento de las

emisiones de NOX entre 5-10%, dependiendo del modelo del automóvil y

de la afinación del motor. El olor de los gases de emisión del biodiesel

reemplaza el olor típico de los gases del diesel por un olor a papas fritas.

Shumacher et al.4 y Lapuerta et al.5 afirman que la ventaja

medioambiental de tipo global, derivada del uso de los ésteres como

combustibles para motores diesel, es el cierre del ciclo de vida del CO2

(emisión nula de CO2), debido a que este gas es absorbido por

fotosíntesis desde las plantaciones donde se extrae el aceite; y en cuanto

a las ventajas de tipo local, pero no menos importantes, se resaltan la

reducción de emisiones de óxidos de azufre y de sulfatos, debido al

escaso contenido de azufre de los ésteres; reducciones de las emisiones

de CO, C y hollín, lo cual genera menor opacidad de humos y menores

emisiones de partículas. Las emisiones de NOx no se pueden precisar, ya

que se encuentran experiencias donde éstas se incrementan y otras

donde disminuyen. Conclusiones similares exponen Choo et al.6



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La contribución de CO2 generada por las emisiones de los aceites

vegetales y sus ésteres es reducida y no necesariamente nula, pues

dichas emisiones globales dependen del tipo de energía utilizada en la

elaboración del biodiesel, al igual que el origen del alcohol usado en el

proceso.7

Mittelbach et al.8 reportan los resultados logrados con metil éster de aceite

de fritura obtenido de casas y restaurantes, recolectado durante un año.

Obtuvieron resultados similares al metil éster de aceites vegetales: bajas

emisiones de HC, CO y aumento de NOx con una buena reducción de

material particulado en comparación con el diesel Nº 2.

Choo et al.9 evalúan el biodiesel como combustible en motores

estacionarios y ensayos de campo (taxis, buses y camiones), donde se

observa reducción de HC, NOx, CO, CO2 y SO2. En una investigación

similar con aceite de colza, llevada a cabo durante tres años, Staat et al.4

estudiaron el desempeño de buses de servicio público, flotas de camiones

y vehículos ligeros con B30, B50, B100 y diesel; en cuanto a los gases de

emisión arrojados, se detectó un ligero incremento de los NOx, reducción

en los niveles de opacidad del humo y emisiones neutras de CO2. El uso

de la mezcla B30 generaba una notable reducción de HC y material

particulado, mientras que las emisiones de aldehídos, cetonas y NO2

permanecen invariables; mientras que la mezcla B50 produce un ligero

aumento en las emisiones de aldehídos y cetonas.

Resultados similares en cuanto al aumento de las emisiones de aldehídos

(25 – 35%) con biodiesel puro de aceite de colza obtuvo Hansen et al.10

lo cual contradice los resultados obtenidos por Tickell3 Clark et al.11

comparan las emisiones del metil y etiléster de aceite de soya con el

diesel convencional. Las emisiones de HC y NOx generadas por los

ésteres son más bajas que las del diesel, mientras las emisiones de CO

arrojan pocas diferencias entre los combustibles evaluados.



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Masjuki et al.12 presentan los resultados de emisiones al utilizar como

combustible metil éster de aceite de palma precalentado a diferentes

temperaturas, tomando como base de comparación el diesel ordinario. El

estudio se llevó a cabo en un motor diesel de inyección indirecta,

variando la temperatura del biodiesel y del aire de admisión. Las

emisiones de CO2 y HC son mayores al utilizar el diesel ordinario, excepto

las de CO, que aumentan a medida que se incrementa la temperatura del

metil éster.

Gafar et al.13, evaluaron el biodiesel de aceite de palma, B30 y diesel en

un motor estacionario. Sus resultados muestran que a medida que se

aumenta la cantidad de biodiesel disminuye el grado de opacidad y

también disminuyen los niveles de gases de emisión. Resultados similares

en cuanto a emisiones de motores en ruta obtuvieron 14,15, 16 y 7.

Shäfer17 observó en la evaluación de un motor de un cilindro que las

emisiones de NOx del biodiesel de aceite de palma son similares o poco

mayores que las del diesel, mientras que las del aceite de colza son

considerablemente mayores; esto puede deberse a que el primero

contiene más masa de oxígeno molecular y menos enlaces dobles. Las

emisiones de HC del biodiesel de aceite de palma son más bajas que las

del diesel. La evaluación en ruta se realizó con biodiesel de aceite de

colza, y se resalta el olor de los gases de emisión similar al de «aceite de

fritura». Resultados similares en cuanto a las emisiones sin modificar el

motor obtuvo Romig18 en evaluaciones en ruta.

Wang et al.19 presentaron el análisis de emisiones basado en

mediciones instantáneas realizadas a nueve camiones, mientras seguían

un ciclo de conducción. El estudio de las emisiones en estado transitorio

de la mezcla B35 comparadas con las del diesel, arrojó reducciones de

las emisiones de CO y HC en torno a un 12 %, las emisiones de NOx

fueron ligeramente mayores y se obtuvo una reducción del material

particulado del 25 %.



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Hansen et al.10 compararon las emisiones de un diesel bajo en azufre

(500 ppm) con las del biodiesel de aceite de colza y obtuvieron con el

último una reducción en un 42 % de HC, la disminución en un 13 % de

CO, las emisiones de NOx se incrementaron en un 23 %, así como el

material particulado.

Kumar et al.20 evaluaron el desempeño mecánico, termodinámico y

ambiental de un motor diesel de un cilindro utilizando como combustibles

aceite de Jatropha, metil éster de aceite de Jatropha y diesel. Los

ensayos dinamométricos se hicieron a velocidad constante (1 500 rpm)

utilizando los 3 combustibles de forma separada. Las emisiones de HC

fueron mayores para el aceite crudo, con un incremento del 25 %,

mientras que las del éster aumentaron 15 % comparadas con las del

diesel, una tendencia similar exhiben las emisiones de CO, los niveles de

humo fueron igualmente mayores para el aceite crudo, con un incremento

del 22 %, no obstante los niveles de humo del éster aumentaron un 5,5 %

al compararlos con los niveles del diesel, una tendencia similar se observa

en las emisiones de material particulado; también hay disminución en las

emisiones de NOx del aceite de Jatropha y del éster comparadas con las

emisiones del diesel.

Dobiasch et al.21 evaluaron una pequeña planta de cogeneración

utilizando diferentes clases de aceites vegetales (colza, girasol, cardo,

soya y euforbia), metil ésteres (euforbia y residuos de grasa) y el diesel

como base de comparación. Las mediciones se realizaron a un 85 % de la

potencia máxima desarrollada por el generador. Los resultados de la

investigación mostraron mayores emisiones de NOx comparadas con las

del diesel, se observaron reducciones de CO, HC, material particulado y

SO2 al utilizar los combustibles alternativos; adicionalmente se evaluaron

las emisiones de hidrocarburos poliaromáticos, y se obtuvo una reducción

comparada con las emisiones del diesel. Los autores resaltan como una

de las principales ventajas de los combustibles alternativos el cierre del

ciclo del dióxido de carbono (CO2).



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En cuanto a emisiones de CO2, el Departamento de Energía (DOE) de los

Estados Unidos19 afirma que el uso de B100 en buses urbanos reduce las

emisiones de CO2 en un 78,45 %, y en mezcla B20 las reduce un 15,66%;

por tanto, concluye el estudio que cambiar el diesel por biodiesel en los

buses urbanos es una estrategia efectiva para reducir las emisiones de

CO2 y así mejorar la calidad del aire de las áreas urbanas.

Entre otros aspectos ambientales, cabe resaltar que el biodiesel es 100%

biodegradable y no es tóxico, y su biodegradación alcanza a ser cuatro

veces más rápida al compararla con la del diesel 17, 2 y 3 además es fácil y

seguro de transportar, debido a su alto punto de ignición comparado con

el del diesel. 9, 3

En cuanto al impacto que generan las emisiones del biodiesel en la salud,

Hansen et al.10 concluyen que la distribución del diámetro medio de las

partículas del biodiesel es 10 veces mayor que las del diesel, lo cual las

hace más difícil de ser inhaladas por el ser humano y que se depositen

en los pulmones; además el análisis biológico del biodiesel presenta un

impacto favorable para el aspecto de salubridad al compararlo con el

análisis del diesel.

Sin embargo, Lapuerta et al.13 exponen en su investigación que la

presencia de ésteres de aceites vegetales en el diesel convencional

produce una drástica disminución del número de partículas, con un leve

incremento en el tamaño medio de las mismas.

En un estudio realizado sobre un grupo de ratas sometidas durante 90

días a los gases de emisión, tales como NOx, CO, CO2, HC, O2 y material

particulado, generados por la combustión del biodiesel, no se observaron

resultados nocivos en su salud. Bajo ninguna concentración de los gases

de emisión se determinó toxicidad en las ratas; no se observaron muertes

anormales que se atribuyan a la exposición de las emisiones; tampoco

hubo respuestas oculares adversas, no se afectó su consumo de

alimento. Sólo cuando fueron sometidas a un alto nivel de emisiones, las



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ratas fueron negativamente afectadas, ya que se presentaron dos tipos de

lesiones pulmonares, mientras que a concentraciones intermedias no se

presentó ningún tipo de efectos adversos.22

El uso global de la energía ha ido aumentando desde la revolución

Industrial en forma creciente. Las fuentes principales de energía son los

combustibles fósiles: carbón, gas natural y petróleo que aportan entre el

75 % y el 85 % del total de la energía utilizada. Las reservas de

combustibles fósiles son limitadas y, a corto o mediano plazo, se

necesitarán fuentes alternativas de combustible. Entre ellos los

combustibles producidos biológicamente como biogás, biomasa, etanol y

biodiesel.23

La energía para la generación de electricidad puede ser provista por

biomasa y etanol; el hidrógeno y el biodiesel pueden proveer

combustibles líquidos más adecuados para alimentar los vehículos de

transporte.

Tanto en el transporte como en la industria está muy difundido el uso de

motores Diesel. Se trata de un motor térmico de combustión interna en el

cual el encendido se logra por la temperatura elevada, producto de la

compresión del aire en el interior del cilindro. El combustible más utilizado

por estos motores es una fracción de destilación del petróleo crudo que se

recoge en el rango de 175 – 370° C denominado gasóleo. Esta fracción

contiene hidrocarburos como parafina, naftalenos, olefinas y compuestos

aromáticos conteniendo moléculas de 20 carbonos.

Sin embargo el motor inventado y patentado por Rudolf Diesel en 1892,

utilizaba originalmente un biocombustible de aceite de palma o de coco.

El biodiesel es el monoalquil éster de un ácido graso de cadena larga

derivado de aceites vegetales o de grasas animales que se utiliza en

motores de ignición por compresión (llamados Diesel). Se obtiene por

transesterificación de aceites vegetales.23



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El biodiesel produce una cantidad de energía similar al diesel de petróleo

pero es un combustible más limpio que el diesel regular y puede ser

utilizado por cualquier tipo de vehículo diesel (vehículos de transporte,

embarcaciones, naves turísticas y lanchas), solo o en solución con

aditivos para mejorar la lubricidad del motor.

Actualmente en varios países el biodiesel es utilizado en mezclas con

porcentajes diversos.

El biodiesel se produce gracias a la reacción química denominada trans

esterificación, lo que significa que el glicerol contenido en los aceites es

sustituido por un alcohol ante la presencia de un catalizador. En nuestro

caso utilizaremos Metanol y NaOH (Hidróxido de sodio o soda cáustica).

Este es sólo un método posible para la elaboración de biodiesel, pero

existen otras formas para preparar biodiesel de buena calidad. 24

Para la preparación de biodiesel a gran escala se puede utilizar aceite de

pescado, grasas animales u otras clases de aceites. Una ventaja acerca

de la elaboración de biodiesel es que se puede hacer de muchas

sustancias diferentes.

El metanol se usa generalmente para la elaboración con aceites vegetales

reciclados. Cuando se utilizan aceites nuevos, es posible la mezcla con

etanol.

Como catalizador se pueden utilizar tanto el KOH (hidróxido de potasio)

como el NaOH (hidróxido de Sodio). La ventaja del KOH es que la

glicerina que queda del proceso es mucho menos tóxica que cuando se

utiliza NaOH. En este caso, es posible procesar la glicerina para producir

fertilizante artificial. El KOH tiene también la ventaja que se disuelve

mucho mejor con metanol. Sin embargo, la ventaja del NaOH es que es

simple y barato de conseguir. La pureza del NaOH debe de ser al menos

de entre 85 % y 92 %.24



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El rendimiento de la reacción está definido por la calidad del aceite, la

concentración del metanol, el tipo y la concentración de catalizador y las

condiciones de reacción (temperatura, presión y agitación).

Lo más convencional es operar a presión atmosférica, a 60º C, con una

agitación tal que permita asemejar el reactor a un sistema de mezcla

completa. La catálisis alcalina permite que, en tales condiciones con

exceso de metanol del 100 %, la reacción se complete en un periodo de

una hora.

Como catalizador alcalino suele emplearse hidróxido sódico, que se

disuelven el metanol, y como su peso molecular es inferior al del hidróxido

potásico, es necesario añadir menos cantidad para conseguir la misma

concentración molar del ion hidróxido. Este ion reacción con el metanol

para formar el metóxido que es el compuesto que indica el ataque

nucleofílico al triglicérido.25

No obstante, el empleo de estos compuestos plantea algunas

desventajas. Por una parte, en la reacción de formación del metóxido se

genera agua, que es perjudicial para la reacción de trans esterificación, ya

que en presencia de iones hidroxilo favorece a las reacciones de

saponificación de los triglicéridos, reduciéndose la concentración de

catalizador y formándose jabones. Los jabones aumentan la viscosidad

del medio, formando geles que interfieren en la reacción y dificultan la

separación del glicerol, provocan la formación de emulsiones en los

procesos de lavado posteriores y facilitan la presencia de los esteres

metílicos de ácidos grasos (FAME) en la fase de decantación. Todos

estos procesos redundan en una perdida acusada de rendimiento.

El empleo de metóxido sódico o potásico (preferiblemente el primero por

las misma razones que las comentadas para los hidróxidos) permitiría

mejores rendimientos, ya que, al no presentar humedad ni iones hidroxilo,

se evitaría la formación de jabones. Así, se comprobó que el empleo de

catalizadores permite alcanzar rendimientos del 99 % y 98 %



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respectivamente, frente al 85 % y 92 % alcanzado empleando hidróxido

sódico o potásico.

La calidad del aceite empleado también tiene influencia en la reacción;

Asi, la presencia de ácidos grasos libres (AGL). En el aceite hace que

tenga lugar la reacción de neutralización, que produce formación de

jabones. Valores de acidez superiores a 1 mg KOH 7 g se consideran

inadecuados para conseguir un buen rendimiento. Asimismo, en la

reacción de neutralización se consume parte del catalizador, por lo que

habría que añadir mayor cantidad, aumentando el coste de operación. 25

D. Méndez Paz et al.25 trabajaron con aceite procedente del efluente

residual de una empresa de fabricación de conservas de pescado pero

este aceite era mayormente de origen vegetal

La estabilidad del biodiesel

El biodiesel presenta una serie de ventajas sobre el gasóleo, entre las que

se encuentran su biodegradabilidad, que lo hace más inocuo ante

posibles vertidos, si bien es más inestable ante procesos oxidativos, lo

que exige un control de su estabilidad y aditivación con antioxidantes.

La estabilidad de los FAME frente a los procesos oxidativos, está

relacionada con el número de insaturaciones que presentan los ácidos

grasos que los conforman, que se estiman mediante la determinación del

índice de yodo. Así, el ataque de los radicales libres se produce en un

carbono adyacente a un doble enlace, generándose un hidroperóxido.

Este proceso culmina con la formación de polímeros insolubles que

pueden provocar obstrucciones en los filtros de combustibles y depósitos

en los sistemas de inyección y cámara de combustión.26

No obstante, la tendencia a la oxidación no se relaciona directamente con

el número de insaturaciones en la estructura de los ácidos grasos

constituyentes del aceite, sino más bien con el número de carbonos

reactivos. Ello se debe a que los carbono adyacentes a dobles enlaces



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tienen distinta reactividad oxidativa; así, los carbonos adyacentes a

dobles enlaces consecutivos (bis-allylic position) son muy reactivos,

mientras que los carbonos adyacentes a dobles enlaces simples son

mucho menos reactivos (allylic position).26

La producción de biodiesel se ha enfocado en la alcohólisis de aceites

vegetales, debido a su gran disponibilidad. Sin embargo, el costo de

estas materias primas limita la producción de un biocarburante

comercialmente viable. Una alternativa es obtener biodiesel de grasas

animales y grasas usadas, ya que su costo es significativamente menos,

debido a que son coproductos poco aprovechables de sus respectivas

industrias. El biodiesel de estas fuentes tiene un alto poder calorífico y

numero de cetano. No obstante, su alto punto de nube y punto de

obturación del filtro en frio hacen que su uso en climas fríos sea limitado,

En Estados Unidos se producen cerca de 5,29 mil millones de toneladas

de grasas animales principalmente: sebo no comestible (33,2 %), grasas

amarillas (22,6 %), grasa de pollo (19 %), sebo comestible (14 %) y grasa

y manteca de cerdo (11,2 %).27

El rendimiento, conversión y cinética de la producción de biodiesel de

aceites y grasas animales depende del tipo de catalizador, tiempo y

temperatura de reacción e intensidad de mezclado así como por el

contenido de ácidos grasos libres y de agua.27

1.1. Relación molar alcohol/ grasa

Estequiometricamente la reacción requiere de una relación molar

3:1 para convertir los triglicéridos en alquil esteres. Sin embargo,

como la reacción es reversible, se agrega un exceso de alcohol

para favorecer la formación de ésteres .En la alcohólisis

homogénea del aceite de pescado y cebo de res, los rendimientos

son mayores al 90 % a una relación de 6:1, una gran cantidad de

alcohol disminuye al rendimiento, debido a que actúa como

emulsificador del catalizador haciendo lenta la reacción.27



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Se ha encontrado que. Al trabajar con grasa animal a relaciones

6:1; 7,5:1, se obtuvo rendimientos de 80 y 73 % respectivamente

1.2. Tipos de alcohol

Los alcoholes frecuentemente usados en estos procesos, son el

metanol y el etanol. De ellos el metanol forma metóxidos más

reactivos. Sin embargo, la solubilidad del metanol en grasas es

baja, por lo que la reacción está limitada por la transferencia de

masa entre los reactantes. El etanol es más soluble pero forma una

emulsión después de la reacción, que hace difícil la separación de

los productos

1.3. Tiempo de reacción

Este parámetro se relaciona principalmente con dos variables de

proceso de trans esterificación: el tipo de catálisis y el tipo de

catalizador utilizado conociéndose que en catálisis básica, el

rendimiento es mayor cuando el tiempo de reacción es una de hora

o más.

1.4. Tipos de catalizador

En el proceso de transesterificación puede usarse catalizadores

alcalinos como NaOH, KOH, KOCH3, NaOCH3, NaOC2H5;

catalizadores ácidos como H2SO4 y HCl, los cuales deben estar

exentos de agua (humedad menor al 0,06 % para evitar la

formación de jabón). La catálisis alcalina es aproximadamente

4 000 veces más rápida que la catálisis acida, Sin embargo, la

catálisis básica es sensible al contenido de agua y ácidos grasos

libres. Cuando la acides de la materia prima es alta (>3 % p/p) la

catálisis básica es ineficiente debido a que el catalizador reacciona

con los ácidos grasos libres para formar jabón.27



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1.5. Cantidad de catalizador

Con una baja cantidad de catalizador (<0,1% p/p) o con una

cantidad excesiva de este (>50 % p/p), es imposible alcanzar

rendimientos altos. Deduciéndose que el rendimiento es

proporcional al incremento en la cantidad del catalizador. Trabajos

realizados utilizando 0,4 % de NaOH ofrecieron rendimiento del

99,4 % y 98,8 % en grasa de pollo y de cerdo. 27

1.6. Temperatura de reacción

El aumento de la temperatura incrementa el rendimiento y la

miscibilidad entre los reactantes. Sin embargo, la temperatura del

proceso no debe ser superior a la temperatura de ebullición del

alcohol (que depende de la presión del sistema) para evitar su

perdida y la consecuente disminución del rendimiento27. Es

recomendable trabajar entre 50° C y 65° C.

1.7. Intensidad de mezclado

Debido a que la grasa es inmiscible con la solución

alcohol/catalizador, es necesario agitar la mezcla durante la

reacción. Trabajos realizados con cebos de res sin agitación no se

observa formación de biodiesel, en cambio se logró rendimientos

mayores al 92 % utilizando una velocidad de 330 rpm. Lo cual

indica que la velocidad de agitación también influye en el tiempo

de reacción.

1.8. Contenido de ácidos grasos libres (AGL) y agua

Conociendo estos parámetros se puede determinar el tratamiento

requerido por los reactivos para hacer viable la reacción de trans

esterificación.



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Un aceite con alto contenido de AGL y agua forma jabón, reduce la

efectividad de catalizador y dificulta la separación y purificación de

los productos. Los AGL se reducen tratando la grasa animal con

ácidos para esterificarlos, mientras que el contenido de agua se

reduce calentando el aceite para evaporar el agua.27

1.9. Calidad del biodiesel

La calidad del biodiesel se determina según las siguientes

propiedades:

El poder calorífico: Es una medida de la energía disponible en

el combustible.

La viscosidad: es importante ya que el flujo del combustible en

sus aplicaciones.

La densidad.

Punto nube: es la temperatura a la cual el biodiesel forma una

nube cuando es enfriado, es una medida del punto de

congelación.

El Flash point: es una medida de la volatilidad del combustible.

El número de cetano: es una medida de la calidad de ignición

del combustible.

El uso de biodiesel presenta ciertas ventajas23:

No contiene azufre y, por ende, no genera emisiones de este

elemento.

Mejor combustión, ya que reduce el humo visible en el

arranque en un 30 %.

Reduce las emisiones de CO2, CO, partículas e hidrocarburos

aromáticos.

Los derrames de este combustible en las aguas de ríos y

mares resultan menos contaminantes y letales para la flora y

fauna marina que los combustibles fósiles.



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Volcados al medio ambiente se degradan más rápidamente

que los petrocombustibles.

Su combustión genera menos elementos nocivos que los

combustibles tradicionales.

Es menos irritante para la piel humana.

Actúa como lubricante de los motores prologando su vida útil.

Su transporte y almacenamiento resulta más seguro que el de

los derivados del petróleo ya que posee un punto de ignición

cercano a los 148° C contra los escasos 51° C del gasoil.

1.10. Aceite de pescado

El aceite de pescado es un producto que proviene de pescados

enteros en un porcentaje relativamente pequeño con relación a la

producción de harina; por ejemplo, en l Perú, durante la época

1 991 - 2 000, el promedio fue de 4,35 % es decir, por cada 1 000

kilos de pescado entero 43,5 kg fueron de aceite pero de harina, el

rendimiento fue mayor: 21,58 %, o sea que se obtuvieron 215,8 kg

de harina de una tonelada de pescado.

El aceite tiene múltiples e importantes usos, tanto para el consumo

humano como para el de animales y en diferentes industrias

derivadas. En el año 2000, el Perú produjo 587 312 toneladas de

aceite seguido por chile con 180 199 y Dinamarca con 139 968

toneladas.28

El aceite de pescado es un compuesto conformado básicamente

por ácidos grasos más o menos saturados de hidrogeno o

caracterizados por la presencia de ácidos grasos no saturados o

poliinsaturados relacionados con la capacidad de captar oxígeno a

temperatura ordinaria sobre esas moléculas insaturadas propias de

este tipo de aceite, a medida que se satura, parece incrementarse

el olor típico a pescado dada a esa alta inestabilidad para oxidarse.



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En la naturaleza no existen otros aceites de animales o vegetales

con estas características, por ejemplo, el aceite de lino tiene un

índices de yodo de 180, cuando el aceite de pescado alcanza a

veces más de 200, en un aceite comestible, el índice varía entre

100 a 120; el índice de yodo mide el grado de instauración de los

aceites.

Por ello, el aceite de pescado no puede ser transformado tan

fácilmente en un producto comestible desodorizado estable como

se hace con los aceites vegetales. El aceite de pescado requiere

de un proceso más complicado para lograr sus desodorización,

debido a la constitución de los ácidos grasos poliinsaturados.28

El aceite de pescado recién centrifugado se llama aceite crudo, la

primera etapa para mejorar su valor es la refinación. Pasa luego

por etapas sucesivas que tienen por finalidad eliminar principales

impurezas, ácidos grasos libres, ciertos colorantes y olores.

1.10.1. INDUSTRIAS CONSUMIDORAS DE ACEITES DE

PESCADO28

El aceite de pescado es requerido en las siguientes

industrias:

Industrias alimentarias, para producir margarinas,

grasas alimenticias y aceite hidrogenado para

pastelerías, además de aceites compuestos.

Industrias de concentrados alimenticios para

mamíferos y peces

Industria farmacéutica, para aceites de pescado

vitamínicos para alimento animal, especialidades

farmacéuticas, supositorios.

Industria cosmética, para productos de belleza.



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Industrial auxiliar de curtido, textil y metalúrgica,

aceites de pescado refinado, sulfatados para industrias

de preparación de engrase, de piel textil, fábrica de

gamuzas, metalurgia y fundición, etc.

Industria química, de pintura y derivados. Aceites

de pescado, refinados polimerizados: standoils. para

fábricas de pinturas, barnices, ácidos grasos.

Industria de Ceras, Aceites de pescado con alto punto

de fusión.

Para fábricas de ceras, velas, etc.

Industrial de la Construcción, Aceites de pescado

desmusilaginados. Para elaborar masillas,

impermeabilizantes, desmoldantes.

Industria de jabón y detergentes, Aceites de pescado

refinados, endurecidos. Para fábricas de detergentes,

jabones, ácidos grasos.

FUENTE: Agrupación de fabricantes de aceites

marinos- AFAMSA S.A. VIGO- ESPAÑA.

1.10.2. LA OMEGA – 3 EN LA SALUD HUMANA 28

Los ácidos grasos poliinsaturados del grupo omega -3

provienen de peces como la anchoveta, sardina, caballa,

jurel, machete, salmón, capelán, y otros peces grasos. En

el hemisferio norte durante el invierno los peces como la

caballa pueden en su composición tener más de 25% de

grasa cuando en el hemisferio sur en la misma estación

raramente pasa del 12 %.

El Perú normalmente es el primer país del mundo en

producción de aceite de pescado a partir de anchoveta

entre otros, La composición de ácidos grasos en el aceite

de anchoveta, está conformada por 18 ácidos grasos que

constituyen el 8,2 % en peso del pescado.



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Eicosapentaenoico –EPA-C20:5, 18,7 % del total de ácidos

grasos

Docosahexaenoico –DHA – C22:6 el 9,2 % del total

Otros ácidos grasos fueron el 72,1 % del total.

En total conforman los omega 3 el 27,9 % de los ácidos

grasos del aceite de anchoveta, un porcentaje alto, lo cual

es de gran importancia para la salud humana



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TABLA 1. Composición del aceite de pescado

Ácidos grasos (%)

C14:0 Mirístico 6,24

C16:0 Palmítico 16,69

C16:1 Palmitoleico 7,26

C17:1 Heptadecanoico 1,17

C18:0 Esteárico 3,21

C18:1 (n-9) Oleico 10,98

C:18:1 Trans Oleico Trans 1,00

C18:1 (n-7) Vacocenico 2,89

C18:2 (n-6) Linolénico 1,26

C18:1 Trans Linolénico Trans 3,03

C18:3 (n-3) Linolénico 0,84

C18:4 (n-2) Estearidoico 2,62

C20:0 Eiscosanoico 0,21

C20:1 (n-11) Gadoleico 3,67

C20:5 (n-3) Eicosapentanoico(EPA) 14,31

C22:0 Docosanoico 0,24

C22:1 Behenico 4,38

C22:4 (n-6) Adrénico 0,64

C22:5 (n-3) Docosapentanoico(DPA) 1,78

C22:6 (n-3) Docosahexanoico(DHA) 9,47

C23:0 Tricosanoico 1,04

C24:1 Nerviónico 0,64

∑ Poliinsaturados (≥ 4 dobles enlaces) 29,12

Fuente: 25



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1.10.3. Reacción de transesterificación de un triglicérido

H2C

CH

H2C

O

O C R1

O

O

C R2

O C

O

R3

+ 3R OH

R1 C O

O

R

R2 C O

O

R

R3 C O

O

R

H2C

CH

H2C

OH

OH

OH

CATALIZADOR

Triglicérido AlcoholSencillo

Ésteres Glicerol

+

Reacción de preparación del metóxido alcalino

CH3 OH + OH- CH3 O- + H2O

Metanol Hidroxilo Metóxido Agua

1.10.4. Aceite de pescado en el Perú

El Perú, es el primer productor mundial de aceite de

pescado en el año 2000 produjo el 44,13 % de la

producción mundial. En el año 2001 la producción de aceite

bajó a 302 875 toneladas y en el año 2 002 193 700

toneladas. En el año 2 000 el Perú exporto 456 448

toneladas de aceite lo que equivale al 52,44 % de las

exportaciones mundiales.29

La distribución del uso del aceite de pescado en el

mercado mundial en el año 2000 se concentra básicamente

en la acuicultura (57 %), en la industria oleaginosa (31%) y

uso industrial (10 %). Para el 2 010, se esperaba que la

producción de aceite de pescado se utilice casi en su

totalidad en la acuicultura (97 %), todavía incipiente en el



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Perú y muy desarrollada en otros países como China,

Japón, Canadá, etc.

Durante el año 2012 la producción de aceite de pescado en

el Perú fue de 201 605 TM siendo mayormente exportado a

pises como Dinamarca, Belgica. Noruega, Chile, canadá,

entre otros.30

El Diesel que se comercializa en Perú tiene un

contenido de azufre de hasta 5 mil parte por millón

(ppm) por volumen (los estándares internacionales

recomiendan entre 50 a 350 ppm). Según el consejo

nacional de ambiente (CONAM) se producen 4000 muertes

por año en Lima debido a una excesiva presencia de azufre

en el aire de la ciudad; el Centro de Investigación y de

Asesoría del Transporte Terrestre (CIDATT) calculó en 13

500 las muertes por el mimo motivo cada año en todo el

país. 31

El Perú importa alrededor de 9 millones de barriles de

diesel al año, que representa aproximadamente el 38%

del consumo total y según estimaciones de la Dirección

General de Hidrocarburos del Ministerio de Energía y

Minas, a pesar de la llegada del gas natural a Lima, la

demanda nacional de diesel seguirá incrementándose en

los próximos años, cada vez se producirá menos y seguirán

siendo los combustibles más caros de importar.

Desde el año 2003, el Perú cuenta con una Ley de

Promoción del Mercado de Biocombustibles (Ley N°

28054) que busca promover las inversiones para la

producción y comercialización de biocombustibles. El

Reglamento de dicha Ley (D.S. N° 013-2005-EM)

contempla el uso de 5 % de biodiesel en 95 % de diesel



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desde el 2008 en la selva y desde el 2010 en todo el

territorio. El Grupo Técnico De Biocombustibles Líquidos,

liderado por el CONAM, que sentó las bases para la Ley N°

28054, estimó en el año 2002 que se requerirán 138

millones de litros de biodiesel para cubrir el 5 % de

demanda de diesel en el país; consultores del Ministerio de

Energía y Minas actualizaron esta cifra para el 2006: 189

millones de litros.31

El presente trabajo pretende abrir una posibilidad de utilizar

el aceite de pescado que produce el Perú en la producción

de biodiesel y así atender en parte la demanda interna por

este producto.

.

1.11. Objetivos

El presente trabajo tuvo como objetivos:

Obtener el biodiesel a partir del aceite de pescado

Establecer las condiciones de operación mas adecuadas

para lograr un buen rendimiento de la reacción.

Caracterizar el biodiesel determinando algunas de sus

propiedades, como: Color, viscosidad, densidad, índice

de cetano, punto de inflamación.

Caracterizar el biodiesel obtenido mediante

espectroscopía infrarroja



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II. MATERIAELES Y MÉTODOS

2.1. MATERIALES

2.1.1. MATERIALES DE LABORATORIO

Vasos de precipitado de: 50, 100, 400, y 600 mL de

vidrio

Probetas de 25, 100, 250 y 500 mL de vidrio

Lunas de reloj

Matraces de 500 mL

Embudos de decantación de 500 mL de vidrio pyrex

Varilla de vidrio para agitación

Espátula de acero inoxidable

Cápsula de porcelana de 50 mL

Frascos de vidrio con tapa de 500 mL

Soportes universales

Balón Engler de 500 mL Corning Glas

Condensador Liebig de 400 mm

Termómetro de vidrio de -20 – 150º C

Termómetro de vidrio de -10 – 370º C

2.1.2. EQUIPOS

Baño maría

Balanza de triple brazo hasta 600 g Ohaus

Agitador mecánico, Fisher

Agitador calentador magnético, Sartorius

Hornilla eléctrica

Balanza eléctrica digital hasta 600 g Saartorius

Espectrómetro FT- IR Perkin Elmer Spectrum One



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2.1.3. REACTIVOS

Aceite de pescado (materia prima)

Metanol pa Merck

Hidróxido de sodio Pellets, Merk

Etanol de 96º

Agua destilada

Tierra Fuller; carbón activo, arena malla -100

2.2. MÉTODOS

La preparación de biodiesel a partir de aceite de pescado se realizó

de acuerdo al diagrama de flujo que se muestra a continuación.



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Figura 1. Diagrama de flujo de la obtención de biodiesel a partir

de aceite de pescado

|

Fuente: Elaboración propia

2.2.1. Pruebas Preliminares

Con el propósito de obtener una muestra de biodiesel de las

mejores propiedades para luego en base a ello hacer

repeticiones.

Se preparó siete muestras de biodiesel teniendo como

materia prima el aceite de pescado, a través de la reacción

de trans esterificación con metanol en catálisis básica

utilizando cada vez 100 mL de aceite de pescado con

diferentes volúmenes de metóxido de sodio (preparado por

ACEITE DE PESCADO

TRANSESTERIFICACIÓN

(50°C – 60°C)

REPOSO

DECANTACIÓN

LAVADO DE BIODIESEL BRUTO

SECADO

BIOSIESEL SECO (ANHIDRO)

ENVASADO Y CARACTERIZADO

METÓXIDO DE SODIO

AGUA DE LAVADO +

RESIDUOS

GLICERINA



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disolución de 3,5 g de NaOH en 200 mL de metanol) los

resultados de estas pruebas se muestran e en la tabla 2.

Siendo la muestra número 4 la que ofrece más alto valor de

poder calorífico de 10,169 Kcal/Kg, 88 % de rendimiento y

mayor estabilidad, se escogió a esta para hacer cinco

repeticiones, utilizando 200 mL de aceite de pescado y 80

mL de metóxido de sodio de la misma concentración del

caso anterior, los resultados de estas pruebas se muestran

en la tabla 3.

2.3. PRUEBAS DEFINITIVAS

En base a los resultados anteriores se optó por hacer diez

repeticiones más de la muestra 4, esta vez con mayor cantidad de

aceite de pescado con el propósito de obtener suficiente biodiesel

para hacer la determinación de las propiedades y/o caracterización

de este producto, las condiciones de operación se pueden apreciar

en la tabla 4.

2.3.1. Aceite de pescado

El aceite de pescado anchoveta centrifugado provino de la

ciudad de Chimbote Perú, del cual se midió 400 mL para

cada prueba.

2.3.2. Preparación del metóxido de sodio

La solución de metóxido de sodio se preparó disolviendo 3,5

g de NaOH en 200 mL de metanol para análisis. Es decir,

Se trata de una solución al 1,75 % p/v.



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Según la siguiente reacción química.

CH3OH + NaOH CH3O-Na + H2O

Metóxido

de sodio

En estas condiciones el grupo metoxilo, nucleofílico tiene

mayor posibilidad de atacar sobre el carbono de los grupos

carboxilo presentes en la estructura de los ácidos grasos

insaturados que conforman el aceite de pescado, pero con la

desventaja de que el sodio podría formar jabones con los

ácidos grasos libres que pudiera haber en el aceite.

2.3.3. Reacción de transesterificación

Para realizar este proceso (reacción química), se midió 400

mL de aceite de pescado en una probeta, luego fue colocado

en un vaso de precipitado de 600 mL, acoplando un agitador

mecánico y calentado en baño maría hasta 50º C. Se

adicionó el metóxido de sodio bajo buena agitación (120 rpm

aproximadamente) manteniendo la temperatura sobre 50º

C, tomando la hora de inicio de la reacción, la misma que

continuó por una hora, dentro de un rango de temperatura

de (50 – 60) ºC

El biodiesel y la glicerina además de otros posibles

compuestos formados como producto de la reacción fueron

retirados del baño maría y dejados en reposo por 12 horas

para lograr una buena separación de las capas líquidas

inmiscibles, figura 2, anexo 2



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2.3.4. Operación de decantación

El biodiesel fue separado de la glicerina por decantación

lenta y cuidadosamente evitando emulsiones, llamándose a

este primer producto biodiesel bruto, del cual se determinó

el volumen, la densidad y el rendimiento, ver valores en la

tabla 4.

2.3.5. Lavado del biodiesel bruto

Con la finalidad de remover y eliminar residuos de hidróxido

de sodio y jabones formados por la reacción, el biodiesel

bruto fue lavado tres veces con un volumen de agua

destilada igual a 1/3 del volumen del biodiesel, cada vez, a

temperatura ambiente dejándose en reposo por 12 horas

para luego decantar el agua de lavado, pasando el producto

a ser secado, los resultados de esta operación se muestran

en la tabla 5. ( Ver Figura 3. Anexo 3).

2.3.6. Secado del Biodiesel

Esta operación se realiza en un rango de temperatura entre

100 – 110º C con agitación lenta por 10 a 15 minutos para

eliminar el agua remanente del lavado, quedando el

biodiesel seco, o exento de agua para luego determinar,

volumen. Densidad, masa, rendimiento real y ser

caracterizado como combustible.

2.4. Caracterización del Biodiesel

Las propiedades del combustible biodiesel comercial dependen del

proceso de refinación que utilice y de la naturaleza de los lípidos

renovables a partir de los cuales se fabrica. El biodiesel puede

producirse a partir de una gran variedad de aceites vegetales o



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grasas animales los cuales producen características de volatilidad y

de emisiones similares pero con propiedades diferentes de flujo en

frío.32

La Norma Técnica Peruana32 NTP 321.125 2008, anexo A, que se

muestra en el anexo 1, establece las especificaciones para el

biodiesel (B100) es decir para un producto 100 % biodiesel. De

todas las especificaciones, por ser las de mayor consideración, se

optó por determinar: el punto de inflamación, la gravedad API, la

viscosidad cinemática, el número de cetano y la temperatura de

destilación del 90% de recuperado equivalente a presión

atmosférica y el poder calorífico.

2.4.1. Apariencia del biodiesel

El biodiesel que se obtiene a partir de aceite vegetal o de

grasa animal tiene un color que varía entre el amarillo claro y

el marrón o color te. En el caso de los productos obtenidos el

color es muy semejante al color te, como se apreciar en la

figuras Nº 4-a y 4-b en el anexo 4.

2.4.2. Punto de inflamación

El punto de inflamación, como está especificado, no está

directamente relacionado con el desempeño de la máquina.

Sin embargo, es de importancia su conexión con

requerimientos legales y precauciones de seguridad que

tienen que ver con la manipulación y el almacenamiento de

los combustibles que son normalmente especificados para

cumplir con regulaciones de seguros e incendios 32.

La determinación de del punto de inflamación se ha hecho

según el método A.S.T.M. D 92 o método Cleveland de la

cápsula abierta, mediante el cual se calentó, con una hornilla

eléctrica, aproximadamente 25 mL de cada muestra de



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biodiesel, la cual lleva introducido un termómetro, y

haciendo pasar una pequeña llama piloto por la superficie

del líquido calentado cada incremento de la temperatura de

2 o tres grados. Cuando los vapores que se desprenden del

biodiesel se encienden, la lectura del termómetro da el punto

de inflamación de la muestra, tabla 8. (Ver anexo 5 Figura

5).

2.4.3. Gravedad API

Sus siglas en inglés American Petroleum Institute es una

medida de densidad que, en comparación con el agua,

precisa cuan pesado o liviano es el petróleo, si son

superiores a 10, es más liviano que el agua, y por lo tanto

flotaría en ella.

La gravedad API carece de unidades y se determina según

la fórmula siguiente. Sin embargo, al número siempre se

aplica la denominación grados API. 33

Gravedad API = (141,5 / GE a 60º F) – 131,5 (1)

Donde, GE es la gravedad específica del biodiesel a 60º C

Para calcular la gravedad API del biodiesel preparado,

previamente se determinó la densidad del biodiesel a 15,5

ºC (60º C) utilizando un picnómetro de 25,046 mL; ver

resultados en la tabla 9.

2.4.4. Viscosidad del biodiesel ᵑ

La NTP 321.125 refiere la prueba ASTM 445 para

determinar esta propiedad. Para el caso del biodiesel de

aceite de pescado, la determinación se hizo por el método



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del viscosímetro Hoeppler, (figura 6, anexo), el cual basa

su principio en la caída de esferas según la ley de Stokes,

que está relacionada con la caída de los cuerpos a través de

un líquido. Los cálculos se realizaron según la siguiente

ecuación, teniendo las muestras de biodiesel a 37,8º C a

través de un baño de recirculación de agua y los resultados

se muestran en la tabla 10.

ᵑ = t(db - dl)k (2)

En la cual: t: es el tiempo en segundos

db: densidad de la esfera g/mL

dl: densidad de la muestra a 37,8º C

k: constante de la esfera = 0,528

2.4.5. Destilación ASTM engler

Esta operación se ha realizado con algunas muestras del

biodiesel producido con el fin de determinar el índice

cetano. Se midió 100 mL de biodiesel, se echó en un balón

engler y se montó un equipo completo para una destilación

simple, se anotó la temperatura a la cual sale la primera gota

de destilado, luego se continúa haciendo lo mismo cada

conforme se va recuperando como destilado el 10 %, 20 %,

30 %, 40 %, 60 %, 70%, 80 %, y finalmente el 90 % del

volumen de muestra. Los resultados se muestran en la

tabla 11 la figura 7 muestra el aparato de destilación engler.

2.4.6. Indice de cetano

El número o índice de cetano guarda relación con el tiempo

que transcurre entre la inyección del carburante y el inicio de

la combustión denominado intervalo de encendido. Una



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combustión de calidad ocurre cuando se produce una

ignición rápida seguida de un quemado uniforme y total del

carburante.33

Cuanto más elevado es el número de cetano, más rápido

inicia la ignición y mejor es la calidad de la combustión. si el

número de cetano es demasiado bajo la combustión es

inadecuada y da lugar a ruido excesivo, aumento de las

emisiones, reducción del rendimiento del vehículo y aumento

de la fatiga del motor.33

Para la determinación del índice de cetano por mucho

tiempo se hace según la norma ASTM D 976 o D 4737,

que opera con cuatro variables. Tiene la forma:

IC4737 = 45,2 + 0,0892 T10N + [0,131 + 0,901B] T50N +

[0,0523+420B] T90N + 0,00049 [T210N – T290N] + 107B +

60B2 (3)

Siendo:

D = Densidad a 15° C [g/mL] determinada segunda método

ASTM 1298

B = [e**( -3.5 )*( D - 0.85) ] - 1

T10 = Temperatura (°C) a la que destila el 10 % segundo

Método ASTM D86

T10N = T10 -215

T50 = Temperatura (°C) a la que destila el 90 % segundo

Método ASTM D86

T90N = T90 – 310

T10, T50 Y T90 han de corregirse para la presión

atmosférica normalizada.

Para el caso del presente trabajo el índice de cetano se ha

determinado mediante un nomograma, (figura 9, ver anexo),

para lo cual debe conocer la densidad de la muestra de



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biodiesel a 15º C o bien la gravedad API y la temperatura de

la temperatura de ebullición para el 50 % del volumen

recuperado en la destilación ASTM engler. El nomograma

que ha sido construido en base a las siguientes ecuaciones.

IC = -420,34 + 0,016G2 – 0,192G.Log (M) – 65,01Log(M)2 –

0,0001809M (4)

IC = 474,74 – 1647,416D -774,74D – 0,554B +

97,803(Log B)2 (5)

G: Es la gravedad API determinada por el método de prueba D

287 o D1298

(M): Temperatura de ebullición para el 50% de muestra

destilada (º F), por la prueba D 86 (D): densidad a 15º C en g/mL determinada por el método de

prueba D1298.

(B): Temperatura de ebullición para el 50 % de muestra

destilada (ºC), por la prueba D 86, según método de prueba

D86.

Los resultados de muestran en la tabla 12.

2.4.7. Poder calorífico

Esta prueba solo se realizó por el método de la bomba

calorimétrica solo para las muestras preliminares de biodiesel, no

se realizaron las pruebas definitivas por desperfecto en la bomba

calorimétrica. Los resultados se muestran en la tabla 2.



Bibliot

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34

2.4.8. Espectroscopía infrarroja

Tanto el aceite de pescado usado como materia prima, y las

muestras de biodiesel obtenido fueron caracterizadas por

espectros de infrarrojo utilizando un espectrofotómetro FT-IR

Perkin Elmer Spectrun One. Las bandas de absorción de los

espectros IR se identifican por su intensidad, fuerte (s),

mediana (m), débil (w) y variable (v)34,35,36. La

interpretación se da en la tabla 13. Los respectivos

espectros se muestran en el anexo, figuras, 10 a la15.



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35

III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1. Pruebas preliminares

La tabla 2 muestra los resultados de la pruebas preliminares de

preparación de biodiesel a partir de aceite de pescado, siendo la

muestra 4 la que dio mejores resultados en rendimiento, poder

calorífico y estabilidad en el tiempo, por lo menos mayor a doce

horas, al observarse que permanecía con la misma apariencia

desde el primer momento, a diferencia de la muestra 5 que se

enturbió e formó una especie de gel, las muestras 1, 2, y 3 dieron

menores rendimientos, probablemente debido a la formación de

jabones, pérdida en el lavado y decantación.

Así mismo, se reporta que para obtener la muestra 7 el aceite de

pescado fue sometido a esterificación con metanol en catálisis

ácida con H2SO4 para esterificar los ácidos grasos libres, siendo

el rendimiento para esta caso 71 % de biodiesel seco (exento de

humedad).

En la tabla 3 se muestra los resultados obtenidos para cinco

pruebas en las cuales se ha trabajado con 200 ml de aceite de

pescado, alcanzando un rendimiento promedio de 84,37 % en

biodiesel seco, la densidad promedio es de 0,8845 g/mL. Estos

valores son comparables con los reportados por Rodríguez N.

Vanessa y Villanueva A.Luis37, quienes lograron rendimientos

entre 68,18 % y 83,57 % trabajando con aceite vegetal usado en

frituras.

Se descartó la muestra 3 de la tabla 3 debido a que se gelificó al

parecer por la presencia de glicerina, al ser inestable a la

temperatura ambiente o por mal manejo en la reacción.



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Tabla 2. Pruebas preliminares

Muestra

N°

Volumen de

Aceite mL

Temperatura de

Operación º C

Volumen de

Metóxido mL

Tiempo de

Operación h

Biodiesel

Seco mL

% de

Rendimiento Densidad g/mL

Poder

Calorífico

Kcal/Kg

1 100 50 – 60 40 1,5 43 43 0,8201 9,580

2 100 50 – 60 30 1,5 75 75 0,8912 9,350

3 100 50 – 60 20 1,5 51 51 0,8632 9,300

4 100 50 – 60 40 1,5 88 88 0,8703 10,169

5 ** 100 50 – 60 30 1,5 88 88 0,8802 9,602

6 100 50 – 60 40 1,5 88 88 0,8705 9,646

7*** 100 50 – 60 40 1,5 71 71 0,8903 9,563

Fuente: Elaboración propia.

** La muestra se gelificó a temperatura ambiente.

*** Biodiesel obtenido a partir de aceite de pescado previamente tratado con ácido sulfúrico y metanol para esterificar

ácidos grasos libres.



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Tabla 3. Resultados de las pruebas de repetición de la muestra 4

Muestra N°

Volumen Aceite

mL

Densidad g/mL

Metóxido mL

Temperatura de

Operación ºC

Volumen Biodiesel bruto mL

% Rendim.

Bruto

Densidad Biodiesel

Bruto g/mL

Glicerina g.

Volumen Biodiesel seco mL

Densidad Biodiesel seco mL

% Rendim.

Real

2 200 0,9190 80 50 - 60 169 82,5 0,9076 46,52 158,0 0,9232 79,0 3 200 0,9190 80 50 - 60 170 - 0,9101 - - - - 4 200 0,9210 80 50 - 60 183 91,5 0,8810 40,85 177,0 0,8751 88,5 5 200 0,9130 80 50 - 60 185 92,5 0,8850 46,0 181,0 0,8450 90,5

promedio 200 0,9181 80 50 – 60 174 87,0 0,8991 43,71 168,75 0,8845 84,37


La muestra de gelificó no se pudo continuar

% Rendimiento Real =

x100



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3.2. Pruebas definitivas

En base a los resultados de las pruebas preliminares, y a aspectos

referidos por la bibliografía se establecieron las condiciones de

operación, para continuar con la investigación, partiendo de un

volumen de aceite de 400 mL y tiempo de reacción de una hora,

se trabajó con diez muestras de aceite de pescado en las

condiciones de operación que se muestran en la tabla 4.

Tabla 4. Condición de operación para la reacción de

transesterificación

Muestra

N°

Volumen

Aceite de

Pescado mL

Volumen

Metóxido Na

mL

T° de

Operaciones

ºC

Tiempo de

Reacción

horas

Densidad( ρ )

del Aceite

g/mL

1 400 70 50 – 60 1 0,8995

2 400 70 50 – 60 1 0,8995

3 400 70 50 – 60 1 0,8995

4 400 70 50 – 60 1 0,8995

5 400 70 50 – 60 1 0,8995

6 400 70 50 – 60 1 0,8995

7 400 70 50 – 60 1 0,8995

8 400 70 50 – 60 1 0,8995

9 400 70 50 – 60 1 0,8995

10 400 70 50 – 60 1 0,8995


En la tabla 5 se muestran los resultados del rendimiento de la

reacción de trans esterificación en volumen de biodiesel producido

biodiesel bruto) el cual fue determinado con solo separar la

glicerina por decantación, se puede apreciar valores de

rendimiento entre 96 % y 99 %, siendo el promedio 98,125 %



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Tabla 5. Biodiesel bruto decantado de la glicerina

Muestra N°

Biodiesel Glicerina Densidad ( ρ ) Biodiesel

g/mL

Masa de Biodiesel

g

Rendimiento en volumen

% Volumen

mL g

1 395 44,70 0,890 351,55 98,75 2 384 45,40 0,880 337,92 96,00 3 385 45,40 0,875 336,88 96,25 4 390 53,90 0,890 347,10 97,50 5 397 40,20 0,893 308,10 99,25 6 395 51,20 0,888 350,76 98,75 7 395 42,30 0,892 352,34 98,75 8 395 50,07 0,882 348,39 98,75 9 395 43,13 0,890 351,55 98,75

10 394 46,40 0,886 354,40 98,50 Promedio 392,5 46,27 0,8866 343,899 98,125


La tabla 6 muestra, entre otros, los valores de volumen y densidad

de biodiesel obtenidos luego de someter a lavado el biodiesel

bruto. Se puede notar la disminución del volumen como

consecuencia de la operación de lavado, en la cual también se

eliminan jabones que se forman por ácidos grasos libres con sodio

en la reacción, lo cual le da cierta turbidez al producto. Es muy

importante dejar en reposo por no menos de 8 horas el biodiesel

con el agua de lavado, en el embudo de decantación, para lograr

una buena separación de las capas de líquido y hacer la

separación lentamente evitando pérdidas.



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Tabla 6. Biodiesel lavado

Muestra N°

Volumen Biodiesel Densidad

Biodisel g/mL

Masa de Biodiesel

g

Rendimiento

en Volumen

Lavado mL

%

1 295 0,880 259,61 73,75 2 360 0,880 316,84 g 90,00 3 345 0,885 305,33 86,25 4 325 0,890 289,25 81,25 5 337 0,890 269,62 84,25 6 343 0,880 302,53 85,75 7 343 0,890 305,27 85,75 8 370 0,880 325,56 92,50 9 365 0,885 323,25 91,25 10 365 0,882 321,93 91,25

Promedio 344,8 0,8842 301,919 86,20


En la tabla 7 se muestran los resultados obtenidos luego de

someter a calentamiento al biodiesel lavado por 15 minutos entre

100 y 110º C para eliminar remanentes de agua ,de lavado y tener

el producto en condiciones para ser caracterizado como biodiesel.

En todas las muestras se aprecia disminución del volumen de

biodiesel lavado para ser biodiesel seco. Lo cual trae consigo

disminución en el rendimiento final de cada muestra, llegando a ser

el promedio 83,45 %.



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Tabla 7. Biodiesel seco (sin humedad)

Muestra

N°

Volumen Biodiesel

seco

Densidad Biodisel seco

g/mL

Masa de Biodiesel

g

Rendimiento

En volumen

mL %

1 214 0,88 187,68 53,50 2 355 0,89 315,24 88,75 3 340 0,89 303,62 85,00 4 325 0,88 286,65 81,25 5 330 0,89 293,37 82,50 6 340 0,88 299,88 85,00 7 340 0,89 302,26 85,00 8 367 0,88 324,06 91,75 9 365 0,89 323,03 91,25 10 363 0,88 320,17 90,75

Promedio 83,48


3.3. Caracterización del biodiesel obtenido a partir de aceite de

pescado

3.3.1. Apariencia del Biodiesel

En la figura 4a, parte superior se puede apreciar varios

frascos conteniendo biodiesel de color dorado claro,

preparado en las pruebas preliminares, lo cual se debió a

que dichos productos fueron pasados a través de un filtro de

tres capas, tierra fuller, carbón activado y arena de malla -

100.

Los diez frascos que se aprecian en la figura 4b, contienen

el biodiesel de color té, (marrón) obtenido, en cada una de

las pruebas de repetición del proceso en condiciones de la

muestra preliminar número 4, siendo que la bibliografía

refiere que el color del biodiesel está entre el dorado claro y



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el marrón. Además de ser un líquido de apariencia menos

viscosa que el aceite del cual procede.

3.3.2. Punto de inflamación

La tabla 8 muestra los valores del punto de inflamación

para cada una de las muestras de biodiesel obtenido del

aceite de pescado, determinados por el método de la

cápsula abierta; estos son igual y/o ligeramente superiores a

160º C. según la NTP 321.125 el valor mínimo del punto de

inflamación es de 92º C

Tabla 8. Valores del punto de inflamación del biodiesel

Muestra n° Punto de Inflamación

T °C T °F

1 162 323,6

2 162 323,6

3 162 323,6

4 160 323,0

5 165 329,0

6 160 320,0

7 160 320,0

8 163 325,4

9 162 323,6

10 165 329,0

Promedio 162,1 324,08


3.3.3. Gravedad API

La tabla 9 muestra los valores de la gravedad API para el

biodiesel estos varían entre 24,89 y 44,69 dando un valor

promedio de 37,17, todos los valores están sobre 10, que es



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el valor referido por sobre el cual el producto es más liviano

que el agua. Por lo tanto flotaría en ella.

Tabla 9. Valores de densidad y gravedad API

Muestra

N°

Masa muestra

a 15,5° C

Densidad a

15,5 °C g/mL Gravedad

Relativa. Gravedad

API

1 22,67 0,8051 0,9097 44,25

2 22,62 0,8031 0,9059 44,69

3 22,63 0,8052 0,9080 44,26

4 22,50 0,8983 0,9011 26,02

5 22,53 0,8995 0,9023 25,81

6 22,60 0,9040 0,9068 25,39

7 22,62 0,9048 0,9076 24,89

8 22,59 0,9036 0,9064 25,09

9 22,60 0,9023 0,9051 25,32

10 22,50 0,8983 0,90119 26,02

Prome

dio 22,58 0,8724 0,905 31,17


En picnómetro

Volumen de la muestra en el picnómetro : 25.046 mL a 20° C

Peso del picnómetro vacío : 32,52 g medido a 25,8° C

Peso de: 25 mL de H2O destilado a 25,8° C: 24,97g, a 15,5° C =

24,97g

3.3.4. Viscosidad

Los valores de la viscosidad dinámica en centipoises y

centistokes se dan en la tabla 10, para el caso del biodiesel

B100, la NTP 321.125 establece un rango de 1,9 – 6 mm2/s.

Observamos que los valores obtenidos de viscosidad

cinemática medida a 37,8º C para cada una de las diez



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muestras de producto están por sobre de este rango, lo que

indica que no se ha trabajado en las mejores condiciones,

además de que se trabajó a la temperatura establecida para

diesel de petróleo. De haber hecho las mediciones a 40 º C

la viscosidad debe tener valores mucho más cercanos al

rango establecido, ya que esta propiedad disminuye con la

temperatura.

Tabla 10. Viscosidad del biodiesel A 37,8° C

Muestra

N°

Densidad

g/mL

Tiempo

Promedio

segundos

Viscosidad

Centipoise

ᶯ

Viscosidad

mm2/s

Centistokes

1 0888 2,93 11.233 12,645

2 0,889 2,9 11.116 12,504

3 0,889 2,4 9.199 10,347

4 0,880 2,076 7.945 9,028

5 0,880 2,08 8.642 9,820

6 0,878 2,2 8.446 9,619

7 0,888 2,33 7.668 8,635

8 0,884 2,0 7.672 8,678

9 0,887 2,2 7.435 9,540

10 0,880 2,07 7.945 9,028


3.3.5. Destilación ASTM engler (figura 7 en el anexo)

Los resultados de la destilación ASTM engler se dan en la

tabla 11, esta se aplicó para cuatro muestras de biodiesel

que presentaban mejor apariencia, ya que las demás

presentan cierta turbidez y jabones precipitados, cabe

resaltar que para la muestra 2 no se concluyó con la toma de



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datos, ya que se perdían vapores que no eran condensados

por ser el condensador liebig muy pequeño. Los valores

altos que se observan para la muestra 10, se obtuvieron

utilizando un condensador de 600 mm de chaqueta.

Las muestras 2 y 8 fueron trabajadas con un condensador

de 400 mm de chaqueta, apreciándose valores de

temperatura por sobre 200º C y por debajo de 300º C.

La poca semejanza entre los valores de temperatura, pese a

que se trata de muestras obtenidas en condiciones similares

de operación, puede deberse a que al usar una hornilla

eléctrica como fuente de calor en la destilación, el biodiesel

dentro del balón engler no era calentado uniformemente.

Por otro lado, la disminución de la temperatura al ir

aumentando el volumen de destilado recuperado, se debería

al craqueo de moléculas resultando otras de menor masa y

punto de ebullición. Los valores de temperatura al 50 % de

volumen recuperado sirven para determinar el índice de

cetano. El destilado, inicialmente, hasta los 30 mL

aproximadamente en incoloro, luego sale de color verdoso

como se puede apreciar en las figuras 7 y 8 del anexo…..



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Tabla 11. Resultados de la destilación ASTM engler

% Volumen de Destilado

Muestra 2 Muestra 5 Muestra 8 Muestra 10 Tº C

Primera gota de destilado

de cada muestra Recuperado T °C T °C T °C T °C

10 210 238 287 318 M2 76º C

20 227 258 292 319 M5 77º C

30 202 280 288 320 M8 154º C

40 236 282 280 318 M10 300º C

50 264 284 285 312

60 260 278 284 310

70 249 -- 276 312

80 200 -- 252 315

90 210 --- 210 368


3.3.6. Índice de cetano ASTM 976 o ASTM 4737

Teniendo los valores: la temperatura al 50 % de volumen de

destilado de la tabla 11 y la densidad de la muestra de

biodiesel a 15º C, con uso del nomograma de la figura 9

anexo se determinaron los respectivos valores del índice de

cetano que se muestran en la tabla 12. Estos valores son

muy cercanos 47, valor establecido por laNTP321.125.



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Tabla 12. de índice de Cetano

Muestra

N°

Densidad A 15° C

g/mL

Temperatura T° C

50% de volumen

Recuperado

Índice de

Cetano

IC

2 0,9031 264 35

5 0,8995 284 42

8 0,9036 312 37

10 0,8983 285 43


3.4. Espectroscopía Infrarroja

Según la tabla 1, el aceite de pescado está compuesto por

varios ácido grasos saturados e insaturados de cadena larga,

los cuales forma esteres con el glicerol, en cuya estructura

se encuentra enlaces dobles C=C, C=O, enlaces simples C-

O, C-H de los grupos metileno y de metilo, además de otros

como enlaces como C-N, N-H en las aminas que pueden

estar presentes en el aceite. De modo que, los picos que

caracterizan a estos tipos de enlace y/o grupos funcionales

deben aparecer en el espectro IR en los valores de frecuencia

y longitud de onda conocidos que se dan en la tabla 13.

Se puede apreciar cierta similitud entre todos los espectros

de las muestras de biodiesel y el espectro del aceite de

pescado, en este último, figura 10 aparece una banda de baja

intensidad, con un hombro hacia el lado izquierdo a los 3500

cm-1, que se puede atribuir al agrupamiento de enlaces: O-H

del grupo funcional de los ácidos grasos libres, C-H Y N-H de

aminas. Esta misma banda de absorción aparece más

pronunciada en el espectro de las muestras de biodiesel, lo



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cual se puede atribuir a los enlaces C-H Y N-H solamente,

asumiendo que al haber reaccionado los ácidos con metóxido

de sodio, la presencia de enlaces C-H sería escasa. Entre los

2800 cm-1 y 3050 cm-1 aparece una banda de estiramiento de

alta intensidad que se atribuye al enlace C-H en el grupo -

CH2- que existe en la cadena carbonada de ácidos y esteres.

El doble enlace C=O del grupo carboxilo de los esteres

absorbe energía entre 1650 cm-1 y 1800 cm-1 34,35,36.

Por lo que, la banda de estiramiento que aparece en todos

los espectros aproximadamente a 1750 cm-1 se atribuye a

este grupo. La absorción del enlace C-O se manifiesta como

una banda de baja intensidad a 1300 cm-1.

Así mismo, el doble enlace de la estructura de los esteres

insaturados del glicerol en el aceite de pescado y en los

esteres metílicos formados en la reacción de trans

esterificación, se manifiesta como una banda de mediana

intensidad en la región de las huellas dactilares a

aproximadamente 650 cm-1.



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Tabla 13: Valores de frecuencia y longitud de onda de los espectros

ir del biodiesel

Grupo

funcional

y/o enlace

Tipo de

compuesto

Intensidad

caracteristica

Frecuencia

mm-1

Longitud de

onda

λ µm

O-H Acido

Carboxílico

Estiramiento

(m) 3 500 – 3 300 2,75 – 3,0

N-H Amina Estiramiento

(m) 3 500 – 3 300 2,75 – 3,0

C-H Alifático Estiramiento

(w) 3 000-2 800 3,33 – 3,57

C - H Metilénico

(-CH2-)

Estiramiento

(m) 2 980 – 2 840 3,36 – 3,52

C=O Esteres Estiramiento (s 1 800 - 1650 5,5 – 6,5

C-O Esteres Vibración de

tensión (s) 1 330 – 1 050 7,7 – 9,5

Fuente: 34, 35, 36



Bibliot

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50

IV. CONCLUSIONES

La muestra 4 obtenida en las pruebas preliminares supera el

tiempo de estabilidad establecido por la NTN 321-125 para

biodiesel B 100, por lo que se tomó como base para continuar el

trabajo.

Con los 4 valores de rendimiento alto que se muestran en la Tabla

3 y el valor promedio de 84,37 %, el rendimiento de Biodiesel

seco (Exento de Humedad) confirma a la muestra 4 escogida de

las pruebas preliminares para ser haciendo repeticiones.

El Rendimiento de la reacción de trans esterificación del aceite de

pescado con metanol en medio básico (metóxido de sodio) en un

tiempo de reacción de 1 hora a temperatura entre 50° C a 60° C

es considerablemente alta en biodiesel bruto, lo cual implica la

posibilidad de obtener buen rendimiento de biodiesel seco.

El tiempo de reposo del biodiesel en cada lavado debe ser de 8 a

más horas para lograr una buena separación y no afectar

notoriamente el rendimiento en biodiesel las demás etapas.

El rendimiento de la reacción alcanzó un valor real en biodiesel

seco de 83,5 %. Valor considerablemente alto.

El biodiesel obtenido, tanto en las pruebas preliminares como en

las 10 repeticiones de la prueba preliminar N° 4 tiene un color que

varía entre el color dorado y el marrón, coincidiendo con el

referido por la bibliografía.

El punto de inflamación del biodiesel producido a partir de aceite

de pescado es mayor al valor mínimo, 93º C exigido por la NTP

321.125 por lo cual se cumple con esta propiedad.



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Todas las muestras de biodiesel obtenido no cambió su

apariencia en menos tres horas lo cual indica de su estabilidad a

la oxidación que podría ocurrir en mayor tiempo al establecido por

la NTP

Al no contar con materiales de laboratorio, como mantas de

calentamiento que ayudara a adicionar calor uniformemente a la

muestra de biodiesel en la destilación ASTM engler no facilitó la

obtención de dato para los cálculos de índice de cetano.

El hecho de que el biodiesel obtenido tenga valores de viscosidad

cinemática mayores al establecido por la NTP 321.125, pude

deberse a la presencia de sustancias como jabones u otros que

no fueron bien separados en el lavado y además de variaciones

de temperatura al momento de hacer las lecturas en le

viscosímetro.

Si se ha producido el biodiesel a partir del aceite de pescado por

la reacción de trans esterificación.

El olor característico a pescado, debido a la presencia de aminas

permanece en el biodiesel debiéndose, para ello tratar el aceite en

algún proceso adecuado de desodorización.



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V. RECOMENDACIONES

Poco se ha investigado sobre la preparación de biodiesel a partir de

aceite de pescado, sobre todo en el Perú que el uno de los principales

productores de aceite de este tipo, por lo que se recomienda:

Continuar investigando en aspectos como: eliminación de las

aminas del aceite ya que estas pueden influir negativamente en las

propiedades del biodiesel; optimización de las condiciones de

reacción para lograr mejores rendimiento.

Contar con mejores materiales e instrumentos de laboratorio que

permitan trabajar con mayor fiabilidad.

Esterificar los ácidos libres cuando la acidez del aceite de pescado

es mayor que 2 mg para evitar la excesiva formación de jabones.

Lavar el biodiesel por lo menos 4 o 5 veces con intervalos de

tiempo no menor de 8 horas para asegurar mejores propiedades

del producto.

Insistir en la prueba de destilación ASTM engler, separar las

fracciones de destilado y caracterizarlas mediante espectroscopía

infrarroja.



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VI. BIBLIOGRAFIA

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motores diesel”. Universidad de Valladolid. Parque Tecnológico de

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[18] ROMING, CLAUDE, “Exhaust emissions and engine performance

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[24] http://www.biodiesel-uruguay.com/noticias de biodiesel/el-

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[25] MÉndez D.; Torres Ayaso, A. B.; Vleltes Baptista de Sousa, J. M.

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[26] Méndez D.; Torres Ayaso, A. B.; Vleltes Baptista de Sousa, J. M.

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poliinsaturados”. Centro Técnico Nacional de Conservación de

Productos de Pesca (ANFACO CECOPÉSCA).

[27] Rojas González, A.; Girón Gallego, E. “Variables de oparación en el

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[28] Pastor, R. E. “Aceite de pescado, usos y propiedades increíbles de

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aceite.html. 26/02/2013



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[29] http//www.scotiabank.com.pe/i-financiera/pdf. 26/02/2013

[30] Perú. Ministerio de la Producción “Boletin Estadístico Mensual”

Diciembre 2012. Pg. 9, 18.

[31] Coello G. Javier., Castro p. Paula. “Oportunidades y Puntos a

Resolver para la Producción y uso de Biodiesel en el Perú. WWW

soluciones prácticas.org.pe. Febrero 2013..

[32] La Norma Técnica Peruana NTP 321.125 2008, anexo A

[33] http//www. Wikipedia.

[34] Hesse, M.; Meier, H.; Zeeh, B. (2005) “Métodos Espectroscópicos

en Química Orgánica” (2ª. Ed.). Edit. Síntesis. España. pg.40 - 58

[35] Shriner, Ralph L. (2013) “Identificación sistemática de Compuestos

Orgánicos” (2ª. Ed. En español). Edit. Limusa Wiley. Mexico.

Pg.201- 212

[36] Silvesrtein, Bassler and Morril. (1981) “Spectrometric identification

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New York.

[37] Rodríguez N. K. V., Villanueva A., L. M. “Producción de Biodiesel a

Partir de Aceite Vegetal usado en fritura por medio de la

Transesterificación de Metanol”. Tásis para optar el título de

Ingeniero Químico. Pg. 41. Trujillo Perú. 2011



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ANEXO



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ANEXO 1:

Especificaciones del Biodiesel (B100)

PROPIEDAD MÉTODO DE

ENSAYO BIODIESEL

B 100 UNIDADES

Contenido de calcio y magnesio, combinado, EN 14538 5 Máx. ppm(ug /g)

Punto de inflamación (Copa cerrada). ASTM D 93 93 Min. °C

Control de Alcohol (uno de los siguientes debe ser cumplido).

1. Contenido de Metanol 2. Punto de Inflamación.

EN 14110 ASTM D 93

0.2 Máx. 130.0 Min.

% volumen °C

Agua y sedimento ASTM D 2709 0.050 Máx. % volumen

Viscosidad cinemática A 40 °C ASTM D 445 1.9 - 6.0 mm2/s

Ceniza sulfatada ASTM D 874 0.020 Máx. % masa

Azufre ASTM D 5453 0.0015 Máx. % masa (ppm).

Corrosión a la lámina de cobre ASTM D 130 N°3

Número Cetano ASTM D 613 47 min.

Punto nube ASTM D 2500 Mayor que el diesel de petróleo °C

Residuo de carbón ASTM D 4530 0.050 Máx. % masa.

Número Acidez ASTM D 664 0.50 Máx. Mg KOH/g.

Glicerina libre ASTM D 6584 0.020 Máx. % masa.

Glicerina total. ASTM D 6584 0.240 Máx. % masa.

Contenido de fósforo. ASTM D 4951 0.001 MÁX. % masa.

Temperatura de destilación. Temperatura del 90% de recuperado equivalente a presión atmosférica.

ASTM D 1160 360 Máx. °C

Contenido de sodio y potasio, combinado. EN 14538 5 Máx. ppm(ug /g)

Estabilidad a la oxidación EN 14112 3 Min. Horas

Fuente: Norma Técnica Peruana 321. 125: 2008



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ANEXO 2:

Figura 2. Reacción de trans esterificación



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ANEXO 3

Figura 3: Lavado y reposo del biodiesel



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ANEXO 4

Figura 4- a. Color del biodiesel obtenido-en las pruebas

preliminares (parte superior) y en la pruebas

definitivas (parte inferior



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Figura 4-b. Color del biodiesel muestras finales



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ANEXO 5

Figura 5. Determinación del punto de inflamación



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ANEXO 6

Figura 6. Equipo Hoeppler para determinar la viscosidad



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ANEXO 7

Figura 7. Aparato para destilación ASTM engler



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ANEXO 8

Figura 8. Producto de la destilación ASTM engler



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ANEXO 9

Figura 9. Nomograma para determinar el indice de cetano



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ANEXO 10

Tabla 13. Valores de Frecuencia y Longitud de onda.

Características de grupos funcionales y enlaces

de compuestos orgánicos

Grupo

funciona y/o

enlace

Tipo de

compuesto

Intensidad

característica

Frecuencia

mm-1

Longitud de

onda

λ µm

C - H Aromático Estiramiento(w) 3100-3000 3,23 – 3,33

C – O Alcoholes Estiramiento(w) 1138 8.79

C - H Alifático Estiramiento(w) 3000 – 2800 3,33 – 3,57

C - H Metilenico

(-CH2-)

Estiramiento(m) 2980 – 2840 3,36 – 3,52.

C - O fenoles Estiramiento(m) 1223 8,18

Fuente: Silverstein, Bassier and Morril, fourth ed. 1981

(w) banda de baja intensidad. (m) banda de mediana intensidad.



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ANEXO 11

Figura 10. Espectros de infrarrojo del aceite de pescado y

muestras del biodiesel producido

ESPECTRO IR DEL ACEITE DE PESCADO



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Figura 11. Espectros de infrarrojo de la muestra 2 de producto


ESPECTRO IR DE LA MUETRA 2

ESPECTRO IR DE LA MUETRA 4



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ESPECTRO IR DE LA MUESTRA 6




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ANEXO 12 Figura 16. Producto de la destilación ASTM engler envasado



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Química Ingeniería - Universidad Nacional de Trujillo

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