¿Despedida?

Hablo en representación del Grupo 2.

Vamos a aprovechar el blog para dar nuestra opinión sobre todo lo que se está hablando en clase últimamente.

Creemos que el número de entradas en el blog no corresponde con la importancia de cada una. Una persona ha podido hacer 20 entradas, de las cuales sólo 5 son válidas para el trabajo final. No debería valorarse a cada uno por el número de entradas, si no por la importancia de las mismas.

En cuanto a la wiki, fuimos el primer grupo en crearla. Animamos a los demás grupos a que la crearan también, pero al final, por cuestiones personales, decidimos hacer el trabajo por otro lado. Eso no significa, ni mucho menos, que la dejemos de lado ni que vayamos a actualizarla de aquí al martes. Quizás lo hagamos una vez tengamos listo el trabajo y finalicen todas las exposiciones, que va a ser cuando tengamos algo de tiempo.

Todos y cada uno de los grupos han hecho un gran trabajo en medida de sus posibilidades.
Agradecemos, de paso, que Fran, al igual que otros compañeros, nos renoconozca nuestro esfuerzo públicamente.

Queremos dejar claro que aceptamos todos los comentarios, pero no nos parece correcto decir publicamente qué grupo lo ha hecho mejor ni quién ha trabajado más o menos, despreciando el trabajo de los demás compañeros, porque estamos seguros que todos quieren lo mejor para sí.

Nos despedimos (hasta nuevo aviso) de todos, felicitando el trabajo de todos y esperando que las presentaciones sean tan buenas como los blogs.

Nueva Formula

Se ha desarrollado un nuevo método para obtener biodiesel de manera más rápida y menos contaminante. Este sistema reduce de 25 a siete horas el proceso obtención de biodiesel. Además, resulta menos perjudicial para el entorno y puede reducir hasta en un 60% el coste energético.
La combustión del biodiesel es entre un 40% y un 80% menos contaminante que la del petrodiesel, no es tóxico, y es completamente biodegradable. Otra de sus ventajas es que aporta el triple de energía de la que se necesita para su producción.
Esta nueva practica que se aplicaria en un primer momentos en una planta piloto, se basa en un biocatalizador y elimina la necesidad de purificar posteriormente el biodiesel, como ocurre en los tratamientos tradicionales. El nuevo sistema utiliza la catálisis enzimática para transformar el 100% del aceite original y es aplicable a gran variedad de aceites, como los de soja, oliva, girasol y sésamo.
Según comentó Cristina Otero, responsable de la investigación "Nuestro método ha permitido obtener biodiesel con el 100% de rendimiento de los materiales y hemos reducido la toxicidad del proceso al sustituir el metanol por etanol. Hemos realizado el proceso a 25 grados centígrados, frente al tradicional de altas temperaturas, con lo que se consigue un gran ahorro energético y aunque la enzima utilizada es cara, su precio se compensa con creces ya que se puede reutilizar porque su actividad apenas decae al completar varios ciclos de reacción"

Proceso Básico

El diagrama de flujo de un proceso básico para la producción de biodiésel sería:


Como vemos, se utilizan tanto grasas vegetales puras como grasas utilizadas.

Éstas últimas han de pasar por el reactor de esterificación, en el cual se mezclan con un alcohol primario (metanol) en medio ácido sulfúrico y en caliente para convertirlas en ésteres y agua.

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NOTA: el agua no debe pasar al reactor de transesterificación para que no se produzcan saponificaciones.


Los ésteres obtenidos se circulan al reactor de transesterificación, junto con las grasas vegetales "puras" (obtenidas de cultivos energéticos), y se mezclan de nuevo con metanol, pero esta vez en medio básico (con sosa como catalizador).

Se obtienen finalmente los ésteres metílicos (el biodiésel) y la glicerina como subproducto.

Es un proceso cerrado, en el cual el metanol y las grasas se recuperan y se recirculan para que el producto final sea óptimo y minimizar los gastos.

Reacciones en Transesterificación

La transesterificación permite transformar un éster en otro sin necesidad de pasar por el ácido carboxílico correspondiente.

Hay dos tipos de reacciones:

• En medio ácido: se utiliza un alcohol en medio ácido. El grupo R–O^- del alcohol actúa como nucleófilo y ataca al carbono del éster, desprendiéndose el grupo O–R, formando un nuevo éster y un nuevo alcohol.
  

• En medio básico: se utiliza un alcohol en medio básico. El ^-O-H ataca al carbono del ácido, formando una especie intermedia muy inestable. El grupo O–R se separa, y se forma un ácido carboxílico que es rápidamente atacado por el grupo Et–O^- formando el nuevo éster.
  

Cabe destacar que el proceso análogo a la transesterificación es la hidrólisis.

¿"Bio-" ?

¿Y por qué es el biodiésel "bio-"?

Agustín nos comentaba hace poco que si los alcoholes utilizados en la reacción de transesterificación no provenían de la biomasa, el biodiésel no sería "bio-".

Pues bien, como sabemos, el triglicérido es el reactivo que se va a romper, atacando a las cadenas carbonadas de los alcoholes, formando ésteres (biodiésel).


Los ácidos grasos siempre van a provenir de la biomasa, sea animal, vegetal, o marina. Entonces, podemos decir que los ésteres formados son, en parte, "bio".

De todas formas, hay que decir que los alcoholes no siempre provienen de combustibles fósiles, sino que también proceden de biomasa (noticia anterior).

Así que podemos afirmar que el biodiésel es, sin duda, "bio-".

¿Es lo mismo biodiésel que bioetanol?

Bioetanol no es igual que el biodiésel, aunque los dos son biocombustibles.

El bioetanol, como su nombre indica, procede de alcoholes, estos alcoholes se estan extrayendo de la pulpa de naranjas y melocotones ricos en azúcar. Esta extracción es diferente a la de biodiesel y otra gran diferencia es que el bioetanol sólo se puede emplear en coche de gasolina, siempre que tenga poco porcentaje de bioetanol, mientras que el biodiésel se emplea en vehículo de gasoil.

Saponificación

El proceso de transesterificación, que transcurre con alcoholes y ácidos grasos, puede verse afectado en el momento en que haya una mínima parte de agua.

Los catalizadores de la reacción de transesterificación son, normalmente, básicos (NaOH, KOH), y van a reaccionar rápidamente con los ácidos grasos y con los alcoholes en presencia de agua para formar otra clase de sustancias: “jabones”.

Es lo que se conoce como saponificación.

La saponificación es un proceso de hidrólisis en medio básico por el cual se transforma un éster (ácido graso) en un alcohol y en la sal correspondiente del ácido carboxílico.

Un triglicérido, por ejemplo, en presencia de una base (todo en caliente), da lugar a moléculas de “jabón” y glicerina, así:

La cantidad de moléculas de jabón obtenidas va a ser distinta según qué catalizador se utilice.

Para tener datos más concretos, podemos ver un estudio llevado a cabo en la Universidad Complutense de Madrid:

Condiciones de operación:

Temperatura: 65 ºC
Relación molar metanol/aceite girasol: 6:1
1% en peso de catalizador

Rendimiento de la producción de Biodiésel para cada tipo de Catalizador:

85,2 % NaOH
90,1 % KOH
98,64 % CH₃ONa
97,2 % CH₃OK

Porcentaje de saponificación de Triglicéridos para cada tipo de Catalizador:

5,65 % NaOH
3,46 % KOH
0,04 % CH₃ONa
0,13 % CH₃OK

Como vemos, se produce mayor grado de saponificación al usar sosa (NaOH), que es una base más fuerte que la potasa (KOH).

Lo que ocurre es lo siguiente: la base actúa como electrófilo, y ataca a los oxígenos (con pares de e^- sin compartir), rompiendo los enlaces C-O-C del éster, y formando glicerina y jabón.

Enlace a animación gif

El extremo de la cadena carbonada tiene naturaleza hidrófoba, y tiende a unirse a otras grasas. El otro extremo, por donde se ha unido el metal de la base, tiene carácter hidrófilo, ya que puede unirse al agua mediante puentes de hidrógeno con los e- de los oxígenos. Así, cuando estas moléculas de jabón se unan por un extremo a la grasa y por el otro al agua, consiguen "limpiar" -arrancar las grasas- del medio en el que estén.
Y es así como funcionan los jabones.

Debido a la facilidad con la que puede ocurrir el proceso de saponificación, es muy importante valorar qué catalizador es más conveniente para cada proceso de elaboración de biodiésel, y/o buscar nuevos catalizadores -alternativos- que no den lugar a esta reacción.