Estudio del proceso de transesterificación para la obtención de biodiesel a partir del aceite de palma en un reactor por lotes

Resumen

Introducción. Teóricamente para producir tres moles de etil-ester (biodiesel), deben reaccionar un mol de triglicérido con tres moles de alcohol etílico, pero este proceso se realiza en tres etapas: considerando la misma relación estequiométrica, primero una cadena de ácido graso se separa del triglicérido y se combina con el primer mol de alcohol etílico formando un mol de etil-ester y un mol de diglicérido. Luego una cadena de ácido graso se separa del diglicérido formado y se combina con el segundo mol de alcohol etílico formando una molécula de etil-ester y una molécula de monoglicérido, finalmente el monoglicérido formado se combina con el tercer mol de alcohol etílico formando una molécula de etil-ester y una molécula de glicerina, terminando de este modo el proceso de transesterificación. Objetivo. Estudiar el proceso de transesterificación del aceite de palma para la obtención de biodiesel en un reactor por lotes. Materiales y métodos. Para realizar el estudio mencionado, se ha seleccionado un reactor por lotes como un volumen de control aplicándose en éste la ecuación general de transferencia de masa, ésta se simplificó teniéndose en cuenta ciertas consideraciones aplicables al caso. Luego de la simplificación, la ecuación es aplicada a cada uno de los componentes que intervienen en el proceso de transesterificación (balance molar para cada componente), resultando un sistema de ecuaciones diferenciales (modelado fenomenológico) el cual es resuelto por el método de diferencias finitas, obteniéndose de esta manera las ecuaciones que relacionan la concentración versus el tiempo para cada uno de los componentes (solución del modelo). A manera de verificar las ecuaciones obtenidas, la misma ecuación general de transferencia de masa se aplica a una esfera hipotética que representa un elemento diferencial de la mezcla reaccionante, para esto se considera un t=0 donde se tiene las condiciones iniciales y luego para un t=t donde la esfera estará compuesta por todos los componentes que intervienen en el proceso de transesterificación, de este último análisis se obtiene las mismas ecuaciones de la concentración versus el tiempo para cada uno de los componentes. Resultados. Se representa gráficamente la solución del modelo, donde se puede apreciar claramente las curvas de la concentración versus el tiempo para cada uno de los componentes, en estas curvas se puede observar en cuanto tiempo aproximadamente las reacciones químicas tienden a llegar al equilibrio. Conclusión. Mediante el modelado fenomenológico, se obtuvo la forma simplificada de la ecuación general de transferencia de masa para cada uno de los componentes del proceso de transesterificación en un reactor por lotes.