biodiesel

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II. METODOLOGÍA
6. PROCESO DE ELABORACIÓN
El proceso de elaboración del biodiesel se constituye de siete pasos fundamentales:
1. Determinación de los gramos de catalizador
2. Preparación del Metóxido de sodio
3. Transesterificación
4. Sedimentación
5. Separación
6. Lavado
7. Almacenamiento
6.1. DETERMINACIÓN DE LOS GRAMOS DE CATALIZADOR
El método utilizado para determinar los gramos de catalizador que se necesitan para el
aceite usado es la titulación. La titulación es una reacción entre el catalizador y el aceite
vegetal en la cual se utiliza en lugar de metanol, alcohol isopropílico, ya que éste no
reacciona con el aceite vegetal.
Para llevar a cabo la titulación, se debe disolver 1g de NaOH en 1L de agua destilada y
disolver 1mL de aceite vegetal en 10mL de alcohol isopropílico. Después, se debe
adicionar el NaOH diluido en el aceite vegetal diluido, 1mL a la vez. Después de cada mL,
se mide el pH del aceite vegetal diluído. Cuando el pH se vuelve básico indica que los
ácidos grasos libres se han neutralizado.

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Por ejemplo, si el aceite vegetal diluido tiene un pH inicial de 5 y después de adicionarle
2mL de NaOH/agua el pH se incrementa a 8 ó 9, el incremento del pH indica que los ácidos
grasos libres han sido neutralizados.
La cantidad de mililitros de NaOH/agua utilizados en la titulación es igual al número de
gramos extra de NaOH que se deben de usar por litro de aceite vegetal en la reacción del
biodiesel. El tipo de NaOH utilizado en la titulación debe ser el mismo que se utilice en el
proceso de producción.
6.2. PREPARACIÓN DEL METÓXIDO DE SODIO
Una vez que se calcularon los gramos de NaOH, se pesa y se agrega al metanol para
disolverlo y formar el metóxido de sodio.
El hidróxido de sodio debe de estar completamente disuelto antes de agregarlo al aceite
vegetal.
Debido a que el metóxido de sodio es altamente tóxico, es indispensable usar equipo de
seguridad para su manejo (Apéndice D).
6.3. TRANSESTERIFICACIÓN
Para llevar a cabo la transesterificación es necesario mezclar el metóxido de sodio con el
aceite vegetal. El metóxido debe agregarse inmediatamente después de su preparación ya
que de lo contrario se descompone. Después de ser agregado el metóxido al aceite se debe
agitar por espacio de una hora.

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6.4. SEDIMENTACIÓN
La sedimentación toma un tiempo aproximado de 8 horas, ésta debe hacerse en
contenedores que no estén expuestos a la luz. El 75% de la separación ocurre dentro de la
primera hora después de la reacción. Después de 8 horas la glicerina precipitará al fondo
del reactor y se podrán observar dos fases. La fase líquida superior está compuesta por
biodiesel, y la inferior de glicerina , la cual conforma entre 5 y 20% del volumen total.
6.5. SEPARACIÓN
Tras la sedimentación se procede a separar la fase de glicerina de la de biodiesel; esto se
puede hacer por medio de decantación o a través de una válvula de drenado en el depósito
de sedimentación, en caso de que se cuente con ella. Cualquier método a utilizar es correcto
siempre y cuando éste no ocasione que se vuelvan a mezclar las fases.
6.6. LAVADO
El objetivo de lavar el biodiesel con agua es el de remover cualquier alcohol, catalizador, y
glicerina que puedan haber quedado en el biodiesel después de la reacción. En una reacción
completa de biodiesel, el lavado con agua es innecesario, porque el 99.9% del catalizador y
glicerina se precipitarán al fondo del reactor y serán removidos junto con la fase de
glicerina.
La concentración de alcohol sin reaccionar en el biodiesel sin lavado se encuentra
comúnmente entre 50,000 y 100,000 ppm (5-10%)6
.
La desventaja de dejar alcohol sin reaccionar en el biodiesel es que incrementa el desgaste
en las mangueras de hule de combustible en algunos vehículos. El alcohol provoca la

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disminución del punto de ignición del biodiesel, y el biodiesel que contenga más de 0.2%
de alcohol no cumple con los estándares ASTM. El lavado del biodiesel con agua es un
método muy efectivo para reducir el alcohol por debajo de 2,000 ppm (0.2%).
Lavar el biodiesel con agua también remueve cualquier jabón del biodiesel. Si se utilizó
mucho catalizador en la reacción del biodiesel y en la reacción se produce una fase de
biodiesel, una de glicerina y una fase lechosa adicional, lo más seguro es que haya jabón
en el biodiesel. Si la fase lechosa constituye el 10% o más del volumen total de la mezcla,
el biodiesel debe ser lavado.
Solo se recomienda lavar el biodiesel con agua cuando el vehículo que lo va a usar tiene
mangueras de hule, si la reacción de biodiesel produce una cantidad significativa de la fase
lechosa, o si se quiere cumplir con los estándares de calidad de la ASTM. En la mayoría de
los casos el procedimiento de lavado es innecesario e incrementa el tiempo del proceso
enormemente.
6.7. ALMACENAMIENTO
Para el almacenamiento del biodiesel se deben seguir las siguientes indicaciones:
Almacenar en contenedores cerrados entre 10.00° C y 48.89° C.
Mantener alejado de agentes oxidantes, calor excesivo y fuentes de ignición.
Almacenar y usar en áreas con buena ventilación.
El contenedor no deberá ser perforado, arrastrado ni deslizado.
Nunca vaciar el tanque a presión.

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Figura 14. Diagrama de Flujo de la Elaboración de Biodiesel.
Realizar una titulación
para determinar cuánto
NaOH usar (x)
Mezclar el NaOH en
el metanol, para crear
metóxido de sodio
Usar 3.5 gramos de
NaOH por cada litro de
aceite vegetal
Sí
No
(x+3.5)=gramos de NaOH
por litro de aceite vegetal
¿El aceite es
usado?
Recolección de aceite
vegetal
Medir la
cantidad de
aceite en litros
Usar en motor de diesel
Medir la
cantidad de
metanol y
NaOH
Mezclar el metóxido de sodio con
el aceite vegetal durante una hora
Dejar reposar durante 8horas
Lavar el biodiesel con agua de ser
necesario.
Drenar la glicerina
Usar 200 mL de
metanol por litro de
aceite vegetal

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7. CONSTRUCCIÓN DEL REACTOR
El reactor se construyó con material que se tenía a la mano (Imagen 1), buscando que el
costo de éste fuera lo más bajo posible. El diseño y ensamble se hizo en el laboratorio del
departamento de Ing. Química y Metalurgia, con apoyo del personal a cargo (Imagen 4).
7.1 MATERIAL
• un cilindro de gas butano de 45 Kg
• un motor eléctrico (Power CA) Modelo FD-13456, SICDGE 4428, Serie J-6569, 0.5
HP y 1725 rpm
• dos poleas de 250 a 400 rpm en el eje de la mezcladora
• una banda
• un agitador con propela; se usó una propela de desecho de una celda de flotación
• 2 válvulas de globo de ½ plg
• 1 niple de ½ plg
• 4 tubos de hierro de 1 ½ plg
Imagen 1. Componentes del Reactor.

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7.2 Tanque de Agitación
1. Se hizo un corte transversal en la parte superior del tanque a fin de adaptar una tapa
para el reactor. Este corte se hizo a una distancia de 1.04 m desde la base, quedando
el tramo superior del tanque de 0.19 cm para la tapa. Al tramo superior se le soldó
una placa de hierro alrededor, a fin de crear un diámetro un poco más grande que el
del tanque y de esta manera ajustar la tapa al reactor.
2. La base del tanque es cónica, por lo que no se hicieron ajustes al tanque para lograr
este tipo de forma ideal para un procesador de biodiesel.
3. Para sostener el reactor, se procedió a soldar 4 patas de tubo de 1 ½ plg, dispuestas
alrededor del tanque (Imagen 2).
Imagen 2. Cuerpo del Reactor.

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7.3 Agitador
1. En el interior del tanque, a una distancia de 30 cm desde la parte superior y hacia
adentro, se soldó una placa de hierro con el fin de sostener la flecha del agitador.
2. A la propela de la celda de flotación se le soldó un tubo de hierro de 95 cm de
longitud para extender la flecha y poder operar correctamente el reactor.
3. La flecha se fijó a la placa dentro del reactor, quedando la propela a una distancia de
aproximadamente 15 cm del fondo del reactor.
4. En el centro de la tapa, se hizo un orificio por donde sale la flecha, 45 cm hacia
arriba del reactor con el fin de poder unirla al motor, para su correcta rotación.
7.4 Válvulas de globo y tubería
1. Con el fin de insertar la válvula de globo en la parte inferior del reactor, se hizo un
orificio de 0.5 plg, donde se soldó el niple y a éste se ajustó la válvula de globo.
2. En la tapa se hizo otro orificio donde se ajustó la otra válvula de globo. Esta entrada
se hizo para alimentar al reactor con los reactivos y aceite para la
transesterificación, sin necesidad de quitar toda la tapa para esta operación.
7.5 Motor
1. En la flecha que sale por el orificio de la tapa del reactor se colocó una polea de 15
½ cm de diámetro.
2. A un costado del reactor, se soldó una placa de soporte donde se fijó el motor. En la
parte superior del motor se fijó otra polea. Sobre esta placa también se colocó el
interruptor de encendido/apagado para operar el reactor.

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3. Una vez fijados todos los componentes, se situó la banda entre las dos poleas, y de
esta forma una vez encendido el motor, la banda gira y hace que la flecha rote sobre
su eje, accionando el efecto de agitación (Imagen 3).
Imagen 3. Detalle del Motor y Agitador.
Imagen 4. Reactor Terminado y Depósito de Almacenamiento de Aceite.