Mejora del Rendimiento de Biodiesel a Partir del Aceite Usado de Cocina Mediante el Aprovechamiento del Subproducto de la Transesterificación a Distintas Condiciones de Agitación, Relación Masa y Acidez

Abstract

El alto contenido de ácidos grasos libres en el aceite usado de cocina dificulta su uso en la etapa de transesterificación para producir biodiesel, por tal motivo existe una etapa de pretratamiento, que a menudo eleva el costo de producción. Con el fin de desarrollar un método más simple y económico que permita obtener rendimientos superiores al 90% de biodiesel a partir de esta materia prima, se propone emplear el subproducto de la transesterificación, glicerol crudo, para reducir la acidez de este aceite reciclado. Para ello en una primera fase se estudia el pretratamiento del aceite usado de cocina con glicerol crudo, con el objetivo de encontrar las mejores condiciones de agitación y relación másica (glicerol / aceite usado de cocina) que favorezcan la reducción de la acidez y el rendimiento del aceite pretratado. Los resultados muestran que trabajar con una agitación de 600 rpm y una relación másica mayor igual a 0.7, para una relación teórica de 0.6, permite reducir la acidez por debajo de 0.1% o 0.2 mgKOH/g con un rendimiento promedio de 94.07% en un tiempo de 15 min. Con el conocimiento de las mejores condiciones para pretratar el aceite usado de cocina con glicerol crudo; en una segunda fase se estudia todo el proceso productivo del biodiesel: pretratamiento, transesterificación y refinación. La finalidad de esta fase es conocer como la acidez inicial de la materia prima influye en el rendimiento del biodiesel producido. Los resultados muestran que es posible producir biodiesel a partir de aceite usado de cocina con rendimientos promedio del 95.48% y 91.05% para materia primas con acidez inicial 1.55 y 5.48%, respectivamente. Como era de esperar a un mayor valor de acidez corresponde un rendimiento menor y viceversa. Además, se determinó la calidad de biodiesel producido, obteniendo resultados que cumplen la norma técnica peruana NTP 321.125:2019.

The high content of free fatty acids in used cooking oil makes it difficult to use in the transesterification process to produce biodiesel. Therefore, a pretreatment step is required, which often increases production costs. In order to develop a simpler and more economical method that allows for biodiesel yields of over 90% from this raw material, we propose using the transesterification byproduct, crude glycerol, to reduce the acidity of this recycled oil. To this end, the pretreatment of used cooking oil with crude glycerol is initially studied, with the goal of finding the optimal agitation conditions and mass ratio (glycerol/used cooking oil) that favor acidity reduction and the yield of the pretreated oil. The results show that working with an agitation of 600 rpm and a mass ratio greater than 0.7, for a theoretical ratio of 0.6, allows reducing the acidity below 0.1% or 0.2 mgKOH/g with an average yield of 94.07% in a time of 15 min. With the knowledge of the best conditions to pretreat used cooking oil with crude glycerol; in a second phase, the entire biodiesel production process is studied, this includes pretreatment, transesterification and refining stages. The purpose of this phase is to understand how the initial acidity of the raw material influences the yield of the biodiesel produced. The results show that it is possible to produce biodiesel from used cooking oil with average yields of 95.48% and 91.05% for raw materials with initial acidities of 1.55 and 5.48%, respectively. As expected, a higher acidity value corresponds to a lower yield and vice versa. In addition, the quality of the biodiesel produced was determined, obtaining results that comply with Peruvian technical standard NTP 321.125:2019.