UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

Reactor biodiesel SIEMA

Descripción operación y especificaciones.

Carlos Tapia Vergara, Cristian Saavedra Castañeda

10/02/2015

En el presente se da una descripción somera del reactor de producción de biodiesel SIEMA, los reactivos, las reacciones involucradas, la operación, dimensiones y consumo energético del equipo, e incluso se mencionan los subproductos que se pueden derivar del proceso.

Reactor biodiesel SIEMA:

DESCRIPCIÓN GENERALVolumen: 70, 100, 400 y, 1000 L

Coraza: Acero inoxidable 304.

Sistema:

Presión

Temperatura

Reactor discontinuo.

30 bar

100°C

Para comprender lo que ocurre dentro de este reactor es necesario conocer la reacción y las condiciones de operación, SIEMA (UK) LTD fabricante, se ha enfocado en fabricar equipos para la línea de producción de biodiesel.

Biodiesel: El biodiesel es un combustible compuesto por ésteres monoalquilicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de lípidos renovables, como aceites vegetales, empleado en motores de ignición de compresión, tanto como en calderas de calefacción, Dicho en términos más simples: el biodiesel es un combustible de origen orgánico producido a partir de aceites vegetales o grasas animales: asimismo, puede ser utilizado como sustituto o aditivo del diesel 2 convencional. El término bio hace referencia a su naturaleza renovable y biológica en contraste con el combustible diesel tradicional derivado del petróleo: por su parte, diesel alude a su uso en motores de este tipo. i

Reacción: En este reactor se llevan a cabo reacciones de esterificación y trans-esterificación, y sus reactivos están conformados por: -aceites de cualquier tipo, desde grasas de origen animal, hasta aceites vegetales, incluso sirven aceites saturados como los usados en frituras, -alcohol metílico, o etílico, el primero con un 95% de pureza, el segundo con purezas por encima del 99%, estas reacciones son catalizadas mediante el uso de hidróxido de sodio (NaOH, soda caustica) o hidróxido de potasio (KOH, potasa caustica) de grado industrial en escamas o perlas, aun en estado sólido cualquiera de los dos catalizadores son altamente corrosivos, es usual el uso de hidróxido de potasio, pues presenta ventajas al momento de disolverlo en el alcohol, y favorece una transformación más completa del aceite en biodiesel, y en el caso de que se desee purificar la glicerina este permite la formación de fosfato de potasio que se usa como fertilizante, estas notorias ventajas hacen del KOH el catalizador ideal. La cantidad de catalizador depende de la acides del aceite utilizado.

Aparte de los reactivos algunos insumos sugeridos son el sulfato de magnesio como floculante para el tratamiento de las aguas residuales, y el ácido fosfórico para la neutralización y purificación de la glicerina, este último es totalmente opcional.

Descripción y operación del equipo: El reactor cuenta con dos tanques T1 y T2 el primero es el tanque de producción del metoxido, que es donde se prepara el catalizador, y el segundo es el reactor en sí, es donde se da la reacción de trans-esterificación. Este cuenta con un panel eléctrico que controla los motores de los agitadores y la resistencia del reactor, ver Fig1,0, el panel tiene un display eléctrico que marca la temperatura dentro del reactor, así como un sistema manual para fijar la temperatura máxima a la que el termostato deberá desconectar la resistencia, también están los interruptores de encendido y apagado de los motores de los agitadores (M1, M2), y de la resistencia (R1), M1 mueve el agitador del T1, y M2 el agitador del T2. Finalmente para seguridad de los equipos se cuenta para tres fusibles uno para motor y uno para la resistencia.

Fig1,0 tablero electrónico.

Dimensiones: Las dimensiones del equipo dependen fundamentalmente del volumen que es capaz de procesar, es decir, de su capacidad, en la descripción del equipo solo se hace referencia a las capacidades que el dicho fabricante ofrece, 70, 100, 400 y 1000L. En la guía Manual de construcción y uso de reactor para producción de biodiesel de Fernando Acosta, Paula Castron y Elsa Cortijo, se ofrece un patrón de fabricación donde se explica la forma de determinar las dimensiones para un reactor de 70L de capacidad. En la Fig,1,1 se puede ver un esquema del reactor.ii

Fig1, 1 esquema del reactor.

Energía: En el proceso global se requiere energía eléctrica (monofásica o trifásica, de 220 Voltios) para mover los motores y bombas.

i Biodiesel: Production and Properties, By Amit Sarin.

ii Manual de construcción y uso de reactor para producción de biodiesel de Fernando Acosta, Paula Castron y Elsa Cortijo.