Modelado y optimización del proceso de producción y uso de biodiesel

Abstract

Los motores a Diesel representan un capítulo bastante amplio en la tanto en la industria del automóvil como en la del transporte en general, tanto que en automóviles han llegado a ser la mayoría en producción y ventas en Europa. El impacto que viene ocasionado el uso de los hidrocarburos y combustibles fósiles en el medio ambiente ha motivado la necesidad de buscar otros tipos de energías alternativas que sean sostenibles. La mayoría de los países desarrollados son cada vez más conscientes de la importancia de la preservación del medio ambiente. En este sentido, para lograr un alto nivel de protección del medio ambiente, se han puesto en marcha políticas de fomento de la utilización de las energías renovables, castigando la emisión de contaminantes y financiando la investigación en este sector. Entre las muchas alternativas, los biocombustibles para motores diésel que se obtienen a partir de aceites vegetales o grasas animales son denominados biodiésel. Los aceites vegetales constituyen la materia prima principal en la producción de biodiésel mediante procesos de esterificación y de transesterificación. Se ha comprobado que el uso de estos biodiésel en motores diésel presentan prestaciones mecánicas (potencias y rendimientos) similares o próximos en comparación con la utilización de diésel mineral. Sin embargo existe preocupación sobre la compatibilidad de los materiales que se utilizan actualmente en la fabricación de estos motores frente al uso del biodiésel. El biodiésel, con distintas características químicas respecto del diesel, interactúa con los materiales de una manera diferente y puede causar ataque corrosivo y tribológico de los componentes metálicos y degradar partes de componentes plásticas como los elastómeros. En la búsqueda de la viabilidad económica que permita un biodiésel rentable, entre otras técnicas, se hace necesario trabajar con modelos matemáticos que simulen la totalidad o al menos partes diferenciadas del conjunto biodiéselmotor diesel. La producción de estos combustibles es una de estas partes y los modelos de cinéticos constituyen una ...

Diesel engines are a fairly large chapter in the automotive industry and the overall transport. The impact that has caused the use of oil and fossil fuels on the environment has led to the need to seek other types of alternative energy that are sustainable. Most developed countries are increasingly aware of the importance of environmental preservation. Thus, to achieve a high level of environmental protection, they have launched policies promoting the use of renewable energy, punishing the emission of pollutants and funding research in this area. Among the many alternatives are the biofuels for diesel engines, called biodiesel. Vegetable oils are the main raw material in the production of biodiesel by esterification processes and transesterification. It has been found that the use of biodiesel in these diesel engines have mechanical performance (power and efficiency) similar or next compared with the utilization of mineral diesel. However, there is concern regarding the compatibility of the materials currently used in the manufacture of these motors from the use of biodiesel. The biodiesel, with different chemical characteristics respect to diesel, interacts with a material in different terms and can cause a corrosion attack and component plastic degradation and elastomers. In finding economic viability to obtain a profitable biodiesel, among other techniques, it is necessary to work with mathematical models which simulate the whole or at least different parts of the set, biodiesel and diesel engine. The production of these fuels is one of these parties and kinetic models constitute one of the lines of research in the production of biofuels. In the present research we have studied a kinetic model for the production of biodiesel by esterification and transesterification of vegetable oils using various experimental conditions. The aim of the model has been searching for a prediction of the evolution over time of the trasformation of reactives to products and validating the results with the laboratory experiments...