Factibilidad del reciclaje de residuos de aceite vegetal usado para la producción de biodiésel

Abstract

El Aceite Vegetal Usado (AVU) es un residuo susceptible a ser valorizado mediante su reciclaje para la producción de biodiésel, siendo éste último un biocombustible que sustituye total o parcialmente al diésel convencional en motores de combustión interna. En la presente investigación se realizó un diagnóstico de la cantidad de materia prima de AVU que se puede disponer en los municipios de Zacatecas y Guadalupe (zona metropolitana) en el estado de Zacatecas para estimar la capacidad que se tiene para la producción de biodiésel. El trabajo experimental consistió en 4 lotes de residuos de AVU (2 de aceite de fritura, 1 de aceite de panadería y 1 de grasa de pollo), dentro de un prototipo de reactor con capacidad de 10 L, para llevar a cabo la transesterificación del aceite. A cada lote se le dio el tratamiento siguiente: filtración (pretratamiento), transesterificación con catálisis homogénea, extracción, purificación y secado del biodiésel; para posteriormente determinar el rendimiento obtenido en la reacción de transesterificación, así como evaluar la calidad del biocombustible con base en los parámetros establecidos en los estándares internacionales de calidad: ASTM D6751 de Estados Unidos de América y EN 14214 de la Unión Europea. Los resultados permitieron identificar 97 establecimientos pertenecientes al sector de alimentos, de los cuales se podría disponer aproximadamente de 3,299 L mensuales de AVU, y ser tratados en una planta semi-industrial para la producción de biodiésel. Los rendimientos obtenidos del proceso de transesterificación fueron de: 92.72, 92.20, 84.20 y 80 % para los Lotes 1, 2, 3 y 4 respectivamente; así como la mayoría de los parámetros evaluados cumplen con los estándares internacionales de calidad para la utilización del biocombustible. Los parámetros que se encuentran dentro de los límites establecidos son densidad, viscosidad, índice de saponificación, índice de yodo y corrosión en lámina de cobre, mientras que la humedad y materia volátil e índice de acidez, son parámetros que no se encuentran dentro de los límites establecidos, por lo que se recomienda la utilización de mezclas de biodiésel con diésel convencional empezando desde una proporción B5 (5% biodiésel, 95% diésel) e ir aumentando gradualmente hasta alcanzar los límites establecidos. Finalmente, se estimaron los costos de producción de biodiésel con un valor de $ 3.50 M.N. lo que demuestra la factibilidad económica de reciclar los residuos de AVU para la producción de biodiésel.

ABSTRACT Used Vegetable Oil (UVO) is a waste susceptible to be valorized by recycling for the production of biodiesel, being this a biofuel that replaces totally or partially the conventional diesel in internal combustion engines. In the present investigation, a diagnosis was made to identify the quantity of UVO raw material that could be available in the cities of Zacatecas and Guadalupe (metropolitan area) in the state of Zacatecas and to estimate the capacity of biodiesel production. The experimental part consisted of 4 batches of UVO wastes (2 frying oil, 1 bakery oil and 1 chicken fat), in a reactor prototype with a capacity of 10 L, to carry out the transesterification of the UVO. Each batch was given the following treatment: filtration (pretreatment), transesterification with homogeneous catalysis, extraction, purification and drying of the biodiesel. The yield obtained in the transesterification reaction was determinate for each one and the quality of the biofuel was evaluated respect to the parameters established in the international quality standards: ASTM D6751 of the United States of America and EN 14214 of the European Union. The results allowed the identification of 97 establishments belonging to the food sector, of which approximately 3,299 L per month of UVO could be disposed of and treated in a semi-industrial plant for the production of biodiesel. The yields obtained from the transesterification process were: 92.72, 92.20, 84.20 and 80% for Lots 1, 2, 3 and 4 respectively; as well as the majority of the evaluated parameters comply with the international standards of quality for the use of the biofuel. The parameters that are within the limits established are density, viscosity, saponification index, iodine index and cooper strip corrosion, while the humidity and volatile matter and acidity index are parameters that are not within the limits, but it is recommended to use the biodiesel blends with conventional diesel starting from B5 (5% biodiesel, 95% diesel) and gradually increasing until reaching the established limits. The biodiesel production costs were estimated at a value of $ 3.50 M.N., demonstrating the economic feasibility of recycling UVO waste for biodiesel production.