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“PROCESO SENCILLO Y ECONÓMICO PARA LA DISMINUCIÓN SIMULTÁNEA DE LA CONCENTRACIÓN DE
MONOGLICÉRIDOS Y GLUCÓSIDOS ESTEROLES EN BIODIESEL.”
G. Mendow, C. Neyertz, C. Querini.
Instituto de Catálisis y Petroquímica – Santa Fe – Argentina
UNL – FIQ - CONICET
Introducción: Glucósidos Esteroles
Transesterificación
Problema que se agrava en invierno: aglomerados arrastran mono-glic. saturados y jabones……….INCREMENTO EN EL PARÁMETRO DE
CONTAMINACIÓN TOTAL!!!!
Acilado SOLUBLE
NO Acilado INSOLUBLE PRECIPITA
Introducción
Los glucósidos esteroles (SG), fitoesteroles (esteroles vegetales) encontrados en aceite crudo de soja y otros vegetales, forman parte de los precipitados encontrados en biodiesel.
Análisis cuantitativo de los sólidos indica que los glucósidos esteroles constituyen aproximadamente el 68% del precipitado (sin lavar con solvente para remover el biodiesel).
Soluciones posibles: Disminución CT
A menor temperatura
mayor eficiencia
Mejorar lavados (Menos Jabones)
Maduración y centrifugación
Maduración (MAYOR TIEMPO) y filtración
Adsorbentes (muy eficientes)
Destilación de biodiesel (costoso)
PROCESO ALTERNATIVO ????????????
¿A qué se debe la presencia de monoglicéridos?
Típicamente en la industria
% MG = 0.55-0.60 % DG = 0.12 % TG = 0.03
Introducción: Monoglicéridos
La Norma ASTM 6751-12 “Standard Specification for Biodiesel Fuel Blend Stock (B100) for Middle Distillate Fuels.” define a los combustibles de Grado Nº 1 a aquellas mezclas de biodiesel con destilados medios que pueden ser sensibles a la presencia de glicéridos no reaccionados, incluyendo a aquellos que requieren una buena operabilidad a bajas temperaturas.
¿Qué hacemos para obtener valores < 0.4 % de monoglicéridos?
• Destilación de Biodiesel: Extremadamente cara (Energía) y mucha pérdida de rendimiento. Inversión muy alta. • Aumento de catalizador: Caro (por aumento de catalizador) y produce pérdidas de rendimiento por mayor saponificación. Sin inversión. Problemas de purificación.
Se desarrolló un nuevo proceso para eliminación simultánea de monoglicéridos y
glucósidos esteroles de biodiesel.
• Fácil de implementar en plantas de cualquier tecnología (Lurgi, Westfalia,
Desmet, Crown).
• Bajo costo de inversión en equipamiento.
• Bajo costo operativo (casi nulo).
“Solicitud de patente P20140104698, referida a un proceso de disminución de monoglicéridos y glucósidos esteroles de biodiesel.”
G. Mendow, C. Querini - 2014 CONICET - UNL
Ventajas:
Glucósidos Esteroles
PROCESO DESARROLLADO
Proceso Convencional Proceso Desarrollado
Microscopía de fondo de recipiente de almacenamiento.
Microscopía de membrana de
filtrado en análisis de contaminación
total (0.8 m)
Proceso Convencional
Proceso Desarrollado
¿Como podemos asegurar que son
glucósidos esteroles?
Glucósidos Esteroles PROCESO DESARROLLADO
Cromatografía del sólido filtrado en análisis de contaminación total (0.8 m)
Glucósidos Esteroles
Proceso Convencional
Proceso Desarrollado
Contaminación total a las 48 horas en baño a 40ºC - %MG, DG Y TG por cromatografía
gaseosa
Proceso %MG %CT %DG %TG
Convencional 0,55% 28,22 mg/kg 0,11 0
Desarrollado 0,1 % 7,62 mg/Kg. 0,14 0
Aceite crudo de soja (Industria)
DUPLICADO !!!!!!!!
Proceso % MG %CT %DG %TG
Convencional 0,63 24,56 mg/Kg 0,17 0
Desarrollado 0,1 9,17 mg/Kg 0,14 0
Glucósidos Esteroles y MG PROCESO DESARROLLADO
Contaminación total a las 48 horas en baño a 40ºC - %MG, DG Y TG por
cromatografía gaseosa
Proceso: %MG %DG %TG
Convencional 0,52 0,13 0
Desarrollado 0,1 0,06 0
Aceite crudo de soja (prensa)
Glucósidos Esteroles y MG
PROCESO DESARROLLADO
Ventaja Adicional: Diminución de la dosificación de catalizador.
% MG % DG % TG
Convencional 0,52 0,09 0
1.75 % w/w de solución de MeONa (30%) y 19.7 % w/w Metanol.
% MG % DG % TG
30 % menos de Catalizador
y Receta convencional 0.91 0.14 0.09
% MG % DG % TG
30 % menos de Catalizador y
Proceso desarrollado 0.12 0.15 0.08
1.22 % w/w de solución de MeONa (30%) y 19.7 % w/w Metanol. 30 % menos de
Catalizador .
Proceso Industrial
Proceso Desarrollado
Dato Económico. ¿Competitividad en el mercado de Estados Unidos?
• En operación normal las plantas obtienen biodiesel con un contenido típico de entre 0,55 – 0,70 % de monoglicéridos. Para disminuir el contenido de monoglicéridos de 0,50 a 0,32 % con las tecnologías en uso, hoy se requiere utilizar un 25 % más de catalizador.
• Al incrementar la cantidad de catalizador, para poder disminuir el contenido de monoglicéridos, es normal que se incremente la saponificación, por ende aumente la formación de jabones, así disminuya el rendimiento, y se incremente el valor de índice de acidez del producto final.
• Este 25 % de aumento de catalizador implica un incremento del costo operativo anual, sólo en catalizador, de unos 3 millones de U$ para una planta tipo de 300.000 tn/año.
EL PROCESO DESARROLLADO PERMITE OBTENER BIODIESEL CON PORCENTAJES DE MONGLICÉRIDOS DE 0,1 %, PRACTICAMENTE SIN INCREMENTAR EL COSTO
DE PRODUCCIÓN. AHORRO DE U$ 3 MILLONES/AÑO !!!!!
Inversión en equipamiento
Para una planta que procesa 35.000 lts/h
Orden de inversión en equipamientos: u$s 250.000
Amortización (ejemplo anterior): 1 mes (exportando biodiesel ASTM)
Obtención de un producto diferencial (0.1 % MG)
APERTURA DE NUEVOS MERCADOS ANTES
INVIABLES O INACCESIBLES !!!!
CONCLUSIÓN
Se desarrolló un proceso de fácil aplicación, económico, de baja inversión en equipamiento
que permite obtener biodiesel con concentraciones de monoglicéridos de 0,1 % y
de bajo contenido de glucósidos esteroles.
