Estudio del aprovechamiento de glicerina procedente de la producción de biodiésel para la obtención de acetatos de glicerina

La glicerina como subproducto de la producción de biodiésel es un tema de importancia desde que la producción mundial de este biocombustible se ha incrementado considerablemente en los últimos años. En consecuencia, se han generado alrededor de 1,2 millones de toneladas anuales de glicerina adicional en el mercado europeo, lo que ha provocado una disminución de su precio en el mercado. Como solución al problema que presenta la acumulación de glicerina contaminada por otras sustancias propias del proceso productivo de biodiésel se plantean diversas alternativas de revalorización de la misma gracias a su gran versatilidad como materia prima. La vía de revalorización, por la cual surgió el presente proyecto, es su uso como reactivo para dar lugar a acetatos de glicerina. Estos productos son mucho más valiosos que la glicerina e incluso, según la bibliografía consultada, pueden ser usados como aditivos para mejorar algunas propiedades del biodiésel. Las conclusiones obtenidas tras la realización del proyecto son las siguientes: Se ha conseguido desarrollar un estudio preliminar de la reacción de forma que se determine la zona óptima para llevarla a cabo. Del estudio del uso de derivados de la glicerina como aditivos del biodiésel no se aprecian mejoras en las propiedades frías. No obstante, se ha observado una relación positiva entre la cantidad de tripalmitina en el biodiésel y la variación del punto de obstrucción de filtro en frío. Además, se ha puesto en marcha un método analítico con el cual se ha cuantificado la composición de las mezclas. Los objetivos iniciales se han cumplido satisfactoriamente. Se ha realizado un estudio preliminar de la reacción de obtención de acetatos de glicerina a partir de glicerina pura. Asimismo, se ha comprobado la posibilidad de realizar dicha reacción con glicerina procedente del proceso de producción del biodiésel. Además, se ha llevado a cabo la puesta en marcha de un método analítico para la determinación cuantitativa de glicerina y acetatos de glicerina en mezclas. Y, por último, se ha estudiado el uso de derivados de la glicerina como aditivos del biodiésel en la mejora de las propiedades frías. El presente proyecto es el punto de partida para trabajos futuros en el ámbito del diseño de experimentos (DoE) de la reacción con glicerina cruda, así como para el estudio de la influencia de la composición de los aceites en el efecto de los aditivos mediante TGA (análisis gravimétrico)

Producción de aditivos para la mejora de propiedades de biodiésel a partir de lignina y glicerina

En la Unión Europea, el biodiésel es necesario que cumpla ciertas especificaciones para su uso como combustible en motores diésel y su comercialización. Estas especificaciones vienen recogidas por la norma UNE-EN 14214:2013 V2, recientemente actualizada en noviembre de 2013. Los parámetros de calidad más relevantes de dicho biocombustible, que vienen fijados por la norma, son la estabilidad a la oxidación del biodiésel y su comportamiento a bajas temperaturas, que se determina con la medida del punto de obstrucción de filtro en frío. Habitualmente, el cumplimiento de dichas especificaciones supone un problema para los productores de biodiésel que se ven obligados a hacer uso de aditivos para mejorar sus propiedades y, de este modo, garantizar los parámetros de calidad y poder cumplir los límites fijados por la norma. Aunque dichos aditivos proporcionan mejoras considerables en la estabilidad a la oxidación del biodiésel y en el punto de obstrucción de filtro en frío, generalmente son muy costosos. Por este motivo, se plantea la necesidad de producir aditivos a partir de materias primas de bajo coste que puedan ser añadidos al biodiésel mejorando estas propiedades. Con este propósito, se plantea obtener aditivos a partir del tratamiento térmico de lignina, procedente de proceso de fabricación de papel, y otros compuestos que la contienen como puede ser bio-oil y lejías negras, y del tratamiento térmico de glicerina, tanto comercial como la obtenida en la propia producción de biodiésel. Una vez realizados los experimentos, se han obtenido como resultado, aditivos que mejoran significativamente la estabilidad a la oxidación. Se han logrado los mejores resultados en el tratamiento hidrotérmico de lignina, utilizando como disolvente agua y butanol, alcanzando mejoras superiores al 200%. Se han determinado cualitativa y semicuantitativamente los principales compuestos que contienen estos aditivos, dando como resultado que, en su mayoría, son los compuestos fenólicos los que producen dicha mejora. De este modo, se han cumplido los objetivos iniciales del proyecto. No se han obtenido mejoras en el punto de obstrucción de filtro en frío, pero sin embargo se ha logrado una mejora importante en la estabilidad a la oxidación del biodiésel. Este proyecto es el punto de arranque para futuros trabajos en el dominio de formación de aditivos a partir de compuestos fenólicos mediante tratamiento térmicos

Estudio de la estabilidad a la oxidación y otras propiedades del biodiésel empleando bio-oil como aditivo

Para poder comercializar y utilizar el biodiésel como combustible en mezclas con diésel convencional, los productores han de cumplir con unos parámetros mínimos de calidad recogidos en la norma europea EN 14214. Entre estos parámetros se encuentran propiedades relacionadas con la estabilidad a la oxidación y su comportamiento a bajas temperaturas (propiedades frías). Las propiedades anteriores suponen un problema para los productores de biodiésel, que se ven obligados a añadir aditivos, generalmente sintéticos, con el fin de cumplir las especificaciones o parámetros de calidad exigidos por los clientes, aumentando el coste del producto final. Debido al alto coste de los aditivos empleados comercialmente, el bio-oil obtenido de la pirólisis de lodos de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) podría ser un aditivo interesante para el biodiésel. Su composición, que incluye una importante cantidad de derivados fenólicos que han demostrado un alto poder antioxidante en productos comerciales, junto con su valor energético medio-alto, lo hacen apto para valorar su posible uso como aditivo del biodiésel. Las conclusiones obtenidas tras la realización del proyecto son las siguientes: El uso de pequeñas cantidades de un producto de bajo coste como es el bio-oil como aditivo del biodiésel mejora una de las propiedades más importantes del mismo, como es la estabilidad a la oxidación. Además, dicha mejora se mantiene a lo largo del tiempo. A esta propiedad, sólo le afectan la concentración de bio-oil añadida y la temperatura a la que se realiza la mezcla. En lo que respecta a otras propiedades como el punto de obstrucción de filtros en frío, se ha observado que la única variable que tiene influencia sobre dicha propiedad es la concentración de bio-oil añadida, mientras que en el caso del punto de inflamación sólo influye el tiempo de mezcla. Sin embargo, se ha observado que la viscosidad sólo depende de la concentración de bio-oil añadida. De la comparación del bio-oil con un compuesto sintético se extrae que para que ambos tengan un efecto similar ha de añadirse una cantidad mayor de bio-oil. De modo que, el uso de bio-oil como aditivo sólo puede ser económicamente viable si su coste de producción es inferior al de los aditivos sintéticos. Se ha realizado un estudio con un bio-oil catalítico y con un bio-oil no catalítico pero de igual procedencia (pirólisis de lodos EDAR) se ha observado que el segundo es menos miscible en el biodiésel, en parte por su mayor contenido en agua. Además, el efecto que tiene sobre la estabilidad a la oxidación es inferior para una misma cantidad de bio-oil disuelta

Antioxidants for biodiesel: Additives prepared from extracted fractions of bio-oil

Unlike petroleum diesel, the chemical structure of biodiesel makes it prone to oxidation during long-term storage, thus involving fuel quality deterioration. Therefore, the addition of antioxidants is usually required to meet the quality standards for biodiesel commercialization. Synthetic sterically-hindered phenols have been usually employed for this purpose as free radical scavenging antioxidants. However, naturally occurring phenolics are also available, for example, in the bio-oil produced in the pyrolysis of lignocellulosic biomass. In this work, the antioxidant potential of extracted fractions of lignocellulosic bio-oil has been evaluated. Different organic solvents were tested as extraction agents, acetate esters being the best ones for incorporating bio-oil antioxidant compounds into biodiesel. In the best case, the incorporation of a small concentration of bio-oil compounds (< 4 wt.%) led to an improvement of the biodiesel oxidation stability of 475% which, in our case, was enough to meet the European standard requirement