Macroestructura Textual

1. Extensión Porlamar
Prof. Cesar Velásquez.
Realizado por:
Marlin González
C.I 17.897.149
Porlamar, Mayo de 2015.
Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”

2. INTRODUCCION
El crecimiento exponencial de la población mundial sería en última instancia
conducir a aumentar la demanda de energía en el mundo. El petróleo es una
fuente de energía no renovable, lo que significa que los recursos de este tipo de
combustibles fósiles son finitos y estaría agotado tras su uso continuo. Tanto a la
escasez de recursos y aumento del precio de la gasolina ha llevado a los
resultados de la nueva alternativa y renovable fuentes de energía [1]. Biodiesel se
define como un combustible compuesto por éteres de alquilo mono-de ácidos
grasos de cadena larga derivados de aceites vegetales o grasas animales [2]. No
es tóxico, biodegradable y disponible, tiene un alto valor de calor, alto contenido
de oxígeno (10 a 11%) y no contiene sulfuros y compuestos aromáticos [3]. El
biodiesel es un planta deriva del producto, y que contiene oxígeno en su molécula,
por lo que es un limpiador la quema de combustible de gasolina y Diesel [4].
Varios estudios han mostrado que el biodiesel es un combustible mejor que el
diesel de origen fósil en términos de rendimiento del motor, emisiones reducción,
lubricidad, y los beneficios ambientales [5,6]. Los materiales de alimentación de
corriente de producción de biodiesel o éster de alquilo-mono son aceite vegetal,
grasas animales y micro aceite de algas.
En medio de ellos, el aceite vegetal se utiliza actualmente como materia
prima comercial sostenible. Entre los más de 350 petrolífera identificado cultivos,
sólo de girasol, aceites de cártamo, soja, semillas de algodón, de colza y maní son
considerados como posibles combustibles alternativos para motores diesel [7] El
aceite vegetal es uno de los combustibles renovables que se han vuelto más
atractivo recientemente debido a sus beneficios ambientales y el hecho de que es
a partir de recursos renovables [8] aceite .Vegetable tiene una viscosidad
demasiado alta para su uso en la mayoría de los motores diesel existentes como
un aceite combustible de reemplazo recta. Uno de los más métodos comunes que
se utilizan para reducir la viscosidad del aceite en la industria del biodiesel se
llama transesterificación [9]. Muchos de los investigadores han estudiado la
transesterificación de producción de biodiesel. Estos estudios [10-12] muestran
que la transesterificación se compone de un número de reacciones reversibles,

3. consecutivas. Los triglicéridos son primero reducidos a diglicéridos. Los
diglicéridos se redujeron posteriormente a mono- glicéridos. Las condiciones
óptimas para la transesterificación de aceites vegetales para producir éter metílico
fueron determinados por los investigadores anteriores que produjeron un
conversión máxima de diversos aceites a los éteres metílicos.
Los catalizadores convencionales utilizados para la transesterificación son
los ácidos y álcalis, tanto líquido y heterogénea, dependiendo del aceite usado
para la producción de biodiesel. El uso de catalizadores ácidos se ha encontrado
para ser útil para el pre tratamiento libre de alta materiales de alimentación de
ácidos grasos, pero las velocidades de reacción para la conversión de triglicéridos
a metilo éteres son muy lentos. Contenido de ácidos grasos son los principales
indicadores de las propiedades de biodiesel ya que la cantidad y el tipo de
contenido de ácido graso en el biodiesel en gran parte determinar su viscosidad.
El biodiesel a partir del aceite de cocina usado contenía la más alta cantidad de
contenido de ácidos grasos libres, un promedio de 4,4%. Los aceites vegetales
puros sólo contenían aproximadamente 0,15%, que están dentro de los niveles
permitidos para ser utilizado directamente para la reacción con un catalizador
alcalino para producir biodiesel [13]. Hossain et al. Obtenido la más alta
aproximadamente el 99,5% de rendimiento biodiesel se requiere bajo condiciones
óptimas de 1: 6 volumétrica de aceite a la proporción de metanol y 1% Catalizador
de KOH a 40 ° C la temperatura de reacción. La investigación demostró que
biodiesel obtenido en condiciones óptimas de girasol puro aceite de cocina y
aceite de girasol de cocina usado era de buena calidad y podría ser utilizado como
un combustible diesel que consideró como la energía renovable y el proceso de
reciclaje del medio ambiente de residuos de aceite después de freír [14]. Por lo
tanto, los objetivos de nuestro trabajo fueron evaluar los efectos de los parámetros
de reacción de la temperatura, la concentración de catalizador y relación molar de
metanol a aceite en el rendimiento de biodiesel y para optimizar la reacción de
condiciones utilizando RSM. Se analizaron las propiedades de éter de metilo
producido y la calidad del biodiesel se comparó con petro-diesel.

4. MATERIALES Y EQUIPOS
Materiales
El aceite de girasol se adquirió de tienda local.
El metanol con una pureza de 99,5%
Hidróxido de potasio (KOH) se adquirieron de Merck Company.
Equipos
Dispositivo que se utiliza en este trabajo incluye reactor,
Agitador superior.
El reactor empleado era un LR 2000P ampliable de forma modular
El reactor de laboratorio IKA era de doble pared con camisa 2 litros
vasos disponibles en acero inoxidable, con válvula de descarga inferior.
Un mezclador con 8-290 rpm modelo de control-Visc EUROSTAR Poder P7
agitador de arriba por se utilizó mezclar el medio de reacción. La temperatura
dentro del reactor era controlada por un baño de agua caliente.

5. EXPERIMENTOS Y METODOS
Varios tipos de aceites se pueden utilizar para la producción de biodiesel. la
mayoría de tipos comunes de aceites son aceite de girasol. Los experimentos
cinéticos de reacción por lotes fueron empleados para optimizar varios parámetros
en la producción del metilo éteres. Las reacciones de transesterificación se llevan
a cabo en diversas condiciones a determinar las condiciones óptimas de
transesterificación. Dos litros de aceite de girasol vierte en el reactor y se dejó
equilibrar a la temperatura de reacción a 290 rpm. El agua caliente que circula en
la camisa del reactor proporcionó el necesario calor para la reacción. Cantidades
variables de catalizador se disolvieron en diversas cantidades de metanol como se
describe en cada prueba. Después de alcanzar una necesaria temperatura, se
añadió el metóxido de potasio al reactivo y era mantenido durante 2 horas para la
finalización de la reacción.
Después de 2 horas se terminó la reacción de transesterificación y mezcla
fue retirado del reactor y se vierte en el separador de embudo para separa
biodiesel a partir de glicerol. La separación de dos fases que se realiza por
gravedad requiere al menos 4 horas. El glicerol y el biodiesel tienen un profundo
color amarillo rojo y brillante color. Después de la separación de biodiesel, se debe
lavar a cabo de impurezas y agentes sin reaccionar. El biodiesel se lavó 10 veces.
En la primera vez, lavado del biodiesel debe hacerse lentamente y con cuidado
para evitar el jabón formación. Un litro de agua destilada caliente se utiliza por 1
litro de biodiesel. En los próximos tiempos, el procedimiento de lavado se puede
hacer más rápidamente hasta que el color de turnos de agua a blanco.
Finalmente, el biodiesel se secó completamente por Jell sílice.

6. PROPIEDADES FÍSICAS DEL BIODIESEL.
Propiedades físicas del biodiesel que se produce se midieron en las óptima
condiciones en el laboratorio de la refinería de petróleo de la Abadan y se
muestran en la Tabla 1.Estos resultados se tabulan y se compara con la norma
ASTM y petro-diesel. Ella se encuentra que los resultados se dibujan en el
estándar ASTM y se compara bien con petro-diesel. Se observó que el punto de
inflamación de biodiesel es 170 cuando la de petro- diesel es de aproximadamente
60 que ayuda al transporte de biodiesel, pero debe ser mezcla con petro-diesel
para una mejor combustión en el motor. La viscosidad cinemática del biodiesel
a los 40, fueron mayores que la de petro-diesel y es 3,6 cSt. Este biodiesel tiene
una cobre tira de la corrosión de 1a que indican que este combustible no es
corrosivo.
Valor de calentamiento del biodiesel era 39,58 MJ / kg, que es menor que la
de petro- diesel pero sólo 9 por ciento. La razón para el valor calorífico inferior de
biodiesel es la presencia de oxígeno unido químicamente en los aceites vegetales
que disminuye su calentamiento valores.
En este trabajo, el biodiesel tiene un índice de cetano 49,2 que es mayor
que la de ASTM. Punto de biodiesel en nube es -5 al punto de turbidez máxima de
petro-diesel es 2. Se encontró que el biodiesel tenía un punto de enturbiamiento
mayor que petro-diesel porque biodiesel producido a partir de aceites vegetales
que tienen de FFA que estos ácidos grasos libres provocar un punto de
enturbiamiento mayor de biodiesel de petro-diesel. Cualquiera que sea graso
saturado ácidos ser más altos en el petróleo, el biodiesel producido tiene un punto
de enturbiamiento más pobre. Carbono residuo de biodiesel fue menor que la de
petro-diesel que es de aproximadamente 0,002% en peso. El biodiesel tiene una
cantidad insignificante de azufre en relación con petro-diesel. El metanol se
producido a partir de maíz y el maíz tiene azufre; por lo tanto, el biodiesel tiene un
insignificante cantidad de azufre.

7. MÉTODO DE SUPERFICIE DE RESPUESTA.
Un diseño compuesto central de la RSM es el más comúnmente utilizado en
experimentos de optimización. El método incluye un diseño factorial completa o
fraccionada con puntos centrales que se aumentan con un grupo de puntos
estrella. Como la distancia desde el centro del espacio de diseño a un punto
factorial se define como ± 1 unidad para cada factor, la distancia desde el centro
del espacio de diseño a un punto neutro es α ± con | α |> 1. En este estudio, el
diseño compuesto central se utiliza para optimizar variables de operación
(temperatura, concentración de catalizador y petróleo para relación metanol) para
lograr un alto valor de producción de biodiesel. Los valores codificados de las
variables eran determinados por la siguiente ecuación.

8. Donde xi es el valor codificado de la variable i, Xi es el valor codificado de
la variable de prueba y X0 es el valor codificado de la variable de prueba ith en el
centro punto. La gama y niveles de las variables individuales se dan en la Tabla 2.
La diseño de experimento se dan en la Tabla 3. El valor de rendimiento de
biodiesel es la respuesta. Se realizó el análisis de regresión para estimar la
respuesta funcionan como un polinomio de segundo orden.
Donde Y es la respuesta predicha, βi y βij se estima a partir de los
coeficientes regresión, que representan el lineal, cuadrática y cúbica efecto de x1,
x2, x3 ...en la respuesta.
Todos los resultados se expresan como media ± desviación estándar de seis
ratones en cada grupo. A determinar el efecto del tratamiento, los datos se

9. analizaron mediante análisis de una forma de varianza (ANOVA) de medidas
repetidas. P-valores inferiores a 0,05 fueron considerados como significativo.
Estos valores significativos fueron evaluados con pruebas de rango múltiple de
Duncan. Los datos fueron analizados .mediante el paquete estadístico "SPSS 16.0
para Windows"

10. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Montaje del modelo
Como se mencionó anteriormente, se utilizó RSM para optimizar la reacción
de transesterificación y los resultados experimentales se presentan en la Tabla 3.
Los rendimientos experimentales fueron analizados para obtener un modelo de
regresión. Los valores predichos de rendimiento de biodiesel fueron calculado
utilizando el modelo de regresión y se compara con los valores experimentales.
Los coeficientes estimados del modelo de regresión se dan en la Tabla 4. La gran
valor del coeficiente de determinación múltiple (R2 = 0,927) revela que la
modelo representa adecuadamente los resultados experimentales.
El efecto de las variables como coeficientes lineales, cuadráticas, o de
interacción en la respuesta fue probado para la significación por ANOVA. Como
se muestra en la Tabla 4, puede ser encontró que la variable con el efecto más
significativo sobre el rendimiento de aceite fue la término lineal de temperatura (p
<0,001), metanol al cociente de aceite (p <0,05) y Catalyst concentración (p
<0,01), seguido por los términos cuadráticos de metanol a la proporción de aceite
(p <0,001) y la concentración de catalizador (p <0,01) y las interacciones entre
la temperatura y la relación de metanol a aceite (p <0,05) y la temperatura y el
catalizador concentración (p <0.05) tuvo efectos significativos en el rendimiento de
aceite.
Análisis de superficie de respuesta
Superficie de respuesta se ha aplicado con éxito para la optimización de
biodiesel la producción de grasa y aceite de materias primas, incluyendo el
petróleo mahua [15], el aceite de Jatropha [16], aceite de colza de residuos [17] y
grasa animal [18]. RSM puede ser ilustrado con tres parcelas dimensionales
mediante la presentación de la respuesta en función de dos factores y

11. manteniendo la otra constante. Se visualizó por el rendimiento de biodiesel en
relación con la temperatura, el metanol a la proporción de aceite y la
concentración del catalizador en la Figura 2 a 4. Figura 2 indica la parcela de
superficie de la reacción de transesterificación de granada dió como una función
de la temperatura y metanol a la proporción de aceite a Catalizador
concentración de 0,679% en peso. Esta figura muestra que la temperatura y la
relación molar de alcohol al petróleo tiene un efecto directo sobre el rendimiento
de éster metílico pero hasta la cerca temperatura de alcohol y 6 hirviendo: 1
relación molar, entonces el rendimiento de biodiesel disminuido con el aumento de
la relación de temperatura y molar de alcohol a aceite. Algunos obras informó la
reacción a temperatura ambiente; la mayoría de las investigaciones han centrado
en la transesterificación en el punto de ebullición cerca de alcohol. La temperatura
tiene una influencia importante en la velocidad de reacción y llevado a una mayor
conversión de éter. Con el aumento de la temperatura de reacción, el rendimiento
de biodiesel aumentó rápidamente a cerca del punto de ebullición del alcohol. A
temperaturas bajas, relativamente baja conversión a éter metílico evidente debido
al estado subcrítico de metanol. A mayor temperatura de punto de metanol en
ebullición, el alcohol se evapora y el rendimiento fue de disminuido. También
metanol al cociente de petróleo tuvo un efecto significativo que produce
disminución dramáticamente en alto valor de esos. Con el aumento de la relación
molar de metanol a aceite, OH grupo presente en el alcohol reacciona con los
triglicéridos y el plomo a la hidrólisis reacción que a su vez conduce a la formación
de jabón. La interacción de estas variables es interés que en que el valor óptimo
de variación de la temperatura de metanol a relación de aceite cambia el
rendimiento de la reacción en gran medida. Con una mayor relación molar de
alcohol a aceite, triglicéridos se convierten en éter metílico de ácidos grasos. Por
lo tanto lleva a cabo la reacción inversa lo que conduce a la formación de jabón
que es difícil separar y el rendimiento de éter disminuido.

12. Rendimiento de biodiesel reduce cuando la concentración de KOH aumentó
de 0,679 % en peso, como se muestra en la Figura 3, porque con el aumento de
concentración de KOH, jabón se formó de manera exponencial con la
concentración de catalizador y menor cantidad de biodiesel puede separar de
glicerol. Los jabones resultantes no sólo reducen el conversión de éter, pero
también causan otros problemas asociados con la fase separación. El efecto de la
interacción de metanol a la proporción de aceite y el catalizador concentración
había mostrado en la Figura 4. Parece que el efecto del catalizador la
concentración en el metanol a la proporción de aceite es rara y el valor de la
interacción coeficiente (p> 0,05) demuestran este hecho.

14. Optimización de la condición de extracción.
Con el fin de optimizar las condiciones de reacción, las primeras derivadas
parciales de la modelo de regresión se equipara a cero según X1, X2, X3 y
respectivamente. El resultado se calculó como sigue: X1 = 48, X2 = 6,825 y X3 =
0,679. Bajo tales condiciones, el rendimiento de biodiesel se predijo a ser 97,54%.
la experimental trabajo en esta condición se realizó debido a un rendimiento
máximo experimental. en esto trabajo, mayor rendimiento de éter metílico a una
temperatura de 48 °C, la concentración de catalizador de 0,679% en peso, 290
rpm del agitador, 2h y metanol al cociente de aceite de 6,825: 1 es
obtenido 98,181%.

15. CONCLUSIÓN
Metodología de superficie de respuesta se aplicó con éxito para
transesterificación de metanol. Los coeficientes de regresión altos de la segunda
para polinomio mostraron que el modelo estaba bien equipado con los datos
experimentales. El ANOVA implicaba que la relación molar de alcohol a aceite;
temperatura de reacción y concentración de catalizador tiene el gran factor
importante que afecta el rendimiento de biodiesel. La producción de biodiesel tiene
un comportamiento negativo por cuadrática la temperatura, la relación molar de
alcohol a aceite y la concentración de catalizador. Fue predicho que la condición
de reacción óptima dentro del rango experimental haría ser la relación molar de
6,825: 1 y la temperatura de 48 ° C y la concentración de KOH igual a 0.679wt%.
En la condición óptima podemos llegar a producir de 98.181%. El éter de metilo
que produce en condiciones óptimas tiene propiedades aceptables y se compara
bien con petro-diesel. Dispone de azufre inferior, residuo de carbono y ácido
número de petro-diesel, pero la viscosidad cinemática, el número de cetano y
calefacción valor de petro-diesel es mejor relativa a biodiesel. Finalmente,
podemos concluir que el biodiesel será una alternativa adecuada para la
sustitución de petro-diesel sin ninguna modificación en el motor.

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