Elaboración casera de Biodiesel

En "LA QUE SE AVECINA" también hacen BIODIESEL...y MACETOHUERTOS

2013-08-27T03:43:00.001-07:00

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Auto-abastecerse con el combustible para el vehículo a partir de un residuo como es el aceite usado de freidora es algo tan atractivo y tentador que no ha pasado desapercibido a la comunidad de vecinos "Mirador de Montepinar" de la archiconocida serie televisiva "La que se avecina (LQSA)", donde sus simpáticos vecinos han decidido hacer una eco-finca.

También han puesto un "macetohuerto" en la terraza, se han hecho "terrazocultores". LOL.

Enlace a un trailer del capítulo:
http://www.telecinco.es/laqueseavecina/temporadas/temporada-06/t06xc12-una-eco-finca-un-obus-y-una-inseminacion-satanica/leones-fabrican-biodiesel_2_1544580126.html

Cómo analizar la pureza del metanol

2013-02-06T09:48:00.000-08:00

Para hacer biodiesel con el método de la transesterificación, ya sea en forma casera o industrial, hacen falta dos reactivos: metanol y sosa cáustica.

Ese metanol tiene que tener una pureza mínimo de 98%. El restante 2% suele ser agua. Pero el agua es lo peor que podemos introducir en el tanque de reacción junto con el aceite y los reactivos. ¿Porqué? Porque el jabón que se va a formar inmediatamente va a dificultar la reacción de transesterificación (conversión de aceite a biodiesel) pudiendo incluso llegar a impedirla.

Suponiendo que salga algo parecido al biodiesel, luego tendremos grandes dificultades en la fase de lavado. Si es que conseguimos lavarlo...

Envase de metanol de 25 L

Un metanol de baja pureza es una de las causas principales de porqué algunos intentos de hacer biodiesel fracasan.

A menudo veo dudas del tipo: "¿Que pureza tiene el metanol que me venden?", "No pone nada en la etiqueta...o no lleva etiqueta". También puede ocurrir que uno no se fíe de lo que pone en la etiqueta. O ese metanol puede haber estado mal conservado captando humedad de la atmósfera...

Vamos a salir de dudas con una prueba infalible y muy fácil.

EL MATERIAL:

Un frasco pequeño hermético
Una pequeña piedra de sulfato de cobre pentahidratado

EL MÉTODO:

- Deshidratamos el sulfato de cobre en el horno a 100-110ºC. Llevará sólo unos minutos, veremos que el color azul desaparece y se vuelve blanco.

- Introducimos el sulfato de cobre ya deshidratado en el frasco.

- Vertemos en el frasco el metanol que vamos a analizar. Con cubrir el sulfato de cobre, es suficiente

- Dejamos pasar un día

INTERPRETACION DEL RESULTADO:

- Si el sulfato de cobre sigue de color blanco, el metanol no contiene agua. Su pureza será cercana al 100%. ES APTO PARA HACER BIODIESEL.

- Si el sulfato de cobre adquiere color azul, el metanol contiene agua. Podrá ser apto para hacer funcionar fondues, para usar como alcohol para quemar, como disolvente, etc, etc. Su pureza estará por debajo del 98%.
NO ES APTO PARA HACER BIODIESEL.

Notas acerca del sulfato de cobre y el metanol:

El sulfato de cobre pentahidratado suele venir en formato de piedras (cristales) de tamaño y forma irregular, tiene un color azul muy característico. Se reconoce que es pentahidratado precisamente por su color azul.

Se puede conseguir en una droguería, es barato y es posible encontrarlo a granel. Otra opción es en un establecimiento de productos agrícolas, aunque es posible que obliguen a comprar un saco por no venderlo suelto, a granel.

El sulfato de cobre irrita la piel, especialmente las mucosas. No ingerir. No es inflamable ni explosivo y no reacciona violentamente con ninguno de los productos que vamos a usar en esta prueba.

El metanol es muy venenoso y no debe ingerirse bajo ningún concepto, tampoco deben inhalarse sus vapores y es absorbido por la piel, por lo que debe evitarse el contacto con él.

A continuación, el vídeo con el proceso, se hace la prueba por duplicado:
En una primera muestra se comprueba metanol sólo.
En la segunda, se añade un poco de agua simulando un metanol diluído.

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Black Diesel, Diesel negro

2012-12-07T10:58:00.000-08:00

uyuyuyuy....lo que acabo de ver...

A menudo se formula la pregunta:

¿Se puede hacer biodiesel con aceite usado de motor? ¿con aceite hidráulico?

Y la respuesta es: No, para convertir un triglicérico (grasa o aceite) en biodiesel (un ester metílico) hace falta que el material de partida sea eso...: un triglicérido.

Así que el aceite usado de motor (waste motor oil, wmo en adelante en este texto) no se puede reciclar en algo útil mediante el procedimiento que se describe en este blog.

Pero eso no quiere decir que no exista algún otro método para convertir el wmo en combustible.

¿lo hay?

yes!

Y no sólo hay "un" método, sino que parece haber varios (yo he visto tres).

Trasteando por la red encontré -de casualidad- algunas páginas y vídeos donde se decía que se podía convertir el wmo en un combustible: Black diesel, o diesel negro. Todo esto, en inglés. Cuando en español pones black diesel en un buscador, sale poco o nada de esto. Salen otras cosas...xD

El atractivo principal de esta nueva versión de combustible es que es posible que este wmo no esté tan controlado como lo está el aceite vegetal en los restaurantes y bares. También es atractivo ver que muchas instalaciones son de particulares, por lo que -al igual que el biodiesel- no es necesaria una alta tecnología ni personal super-cualificado.

Está por ver las repercusiones en cuanto a las emisiones y tal, pero lo poco que he visto dice que es menos contaminante que el propio gasoil del petróleo.

Como digo, de esto me enteré antesdeayer a la hora de escribir esta entrada en el blog, por lo que apenas he podido ver mas información, pero parece serio el tema y no una milonga.

Los tres métodos que he visto hasta ahora para convertir el wmo en diesel negro son tres:

1) Simple filtrado del wmo.
2) Proceso químico
3) Craqueo

SIMPLE FILTRADO DEL WMO

Es el método mas sencillo, pero también el que proporciona un diesel de menos calidad, no se asegura que todos los vehículos puedan utilizarlo. Como digo, dispongo de poca información y por supuesto, no he hecho ninguna prueba.

Consiste en hacer varios filtrados del wmo, utilizando cada vez un filtro menor, partiendo de 20 micrones hasta llegar a 5 micrones. Después, se mezcla al 50% con gasoil (al parecer no se debe usar sólo el wmo hecho de esta manera).

Ejemplo de este método lo podéis encontrar en esta web (hay muchas más, así como vídeos en Youtube).

Diesel negro de WMO mediante filtrado

PROCESO QUÍMICO WMO

Este método (y el siguiente) proporcionan un diesel negro apto para cualquier vehículo, pero a cambio, el proceso es mas complejo, supone usar el engorroso y peligroso ácido sulfúrico de alta concentración (98%), así como...¡sosa cáustica! (os suena de algo, xD).

Aunque la reacción química en este caso nada tiene que ver con la que hacemos nosotros con el aceite vegetal, es sorprendente la similitud del proceso: Tratamiento con H2SO4 (al igual que con el métoco ácido-base para hacer bioD), tratamiento con NaOH (al igual que con nuestro método base-base). Luego, sucesivos lavados y deshidratado.

El proceso, a grandes rasgos, viene en un gráfico en esta web:

Diesel negro de WMO mediante proceso químico

CRAQUEO DEL WMO

Este tercer método es mi preferido, como el anterior, produce un diesel apto para todos los vehículos, pero evita el uso de peligrosos productos químicos. En su lugar, se utiliza la técnica del craqueo, para convertir el wmo en sustancias con molécula mas pequeña, y con una especie de torre de destilación, se obtiene la parte útil de este wmo.

A pesar de lo aparatoso que parece esto, he visto por la red varias instalaciones (incluyendo videos) que demuestran que no es para tanto, o así me ha parecido verlo.

Desde luego, ninguna de estas tres opciones (y mucho menos estas dos últimas) son para montarlas en la cocina de casa, y debe ser hecho en el exterior, lo mismo que el bioD.

Ejemplo de este método de craqueo:

Diesel negro de WMO mediante craqueo

En fin, este producto que parecía perfectamente inútil, resulta que vale...

Preguntas mas frecuentes

2012-09-21T16:37:00.003-07:00

Hola amig@s...

Después de publicar -este mes de julio pasado- el vídeo con la elaboración de biodiesel, me han llegado muchas preguntas, muchas dudas, y veo que algunas de ellas son muy frecuentes, por eso he hecho esta FAQ.

Iré actualizándola según vea que es necesario.

¿Qué catalizador usar? (añadido el 24 Oct 2012)

Dos son los catalizadores mas usados:

Sosa cáustica, (hidróxido sódico), NaOH
Potasa cáustica, (hidróxido potásico), KOH

Yo he utilizado ambos, y conozco de primera mano las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. Actualmente utilizo Sosa cáustica y creo que seguiré con ella.

NaOH:

Ventajas:
- Fácil de encontrar en muchos establecimientos
- Pureza del 99% requerida es fácil de encontrar
- Es hasta 15 veces mas barata que la potasa

Desventajas:
- Es muy difícil disolverla en el metanol
- Si dejamos entrar mucha agua en el proceso de la trans y se forma jabón, éste puede solidificar dejando una masa gelatinosa en el reactor que costaría mucho trabajo extraer.
- Incluso sin ninguna agua, yendo todo el proceso bien, la glicerina será bastante mas viscosa que si usamos potasa.

KOH

Ventajas:
- Muy fácil disolverla en el metanol
- Una pureza del 85% (pero no menos) será mas que suficiente.
- Si se cuela agua en el proceso de trans, los jabones serán blandos y no se formará masa gelatinosa
- Es ligeramente menos corrosiva que la sosa (aunque usando acero inox 316 esto da igual).
- A nivel industrial, se puede recuperar esa potasa en forma de fosfato potásico y hacer un abono de calidad.

Desventajas:
- Cuesta hasta 15 veces mas cara que la sosa
- Es bastante más difícil de encontrar que la sosa
- Hay que usar mas cantidad (11 gramos por litro de aceite, frente a los 7,5 gramos de sosa). Si el KOH además de ser mas caro hay que usar casi un 50% mas, el precio sube bastante.

En mi opinión, merece la pena usar NaOH en lugar de KOH, a pesar de la dificultad que tiene para disolverse en metanol. El ahorro es grande, podemos hablar de una diferencia de hasta 20 céntimos en cada litro de bioD.

¿Puedo usar un sólo tanque para todo el proceso? (añadido el 24 Oct 2012)

Si.

Pero...

1. Tendrás que tener un cuidado exquisito en no dejar rastros de agua en el tanque tras el lavado de un lote ANTES de iniciar el siguiente lote. Recuerda que el enemigo de la trans es el agua. Con varios tanques no hay problema: La trans se hace en un tanque, y el lavado en otro.

2. En caso de fuga, avería o cualquier eventualidad, disponer de un segundo tanque puede ser una salvación para poder guardar el BioD mientras reparamos el otro tanque.

3. Con un solo tanque el proceso es secuencial. Con dos o mas tanques puedes llevar dos y hasta tres lotes simultáneamente, lo que significa más capacidad de producción.

Resumiendo: Aunque es deseable el proceso por separado, SÍ se puede hacer todo en un solo tanque.

¿Cuánto tiempo debe durar la trans? ¿depende del tamaño del lote?
(añadido el 24 Oct 2012)

Da igual que hagas 1 litro, 10, 100, 1000, 10.000...
La trans debe durar entre 60 y 90 minutos. Por eso, es rentable hacer lotes grandes: Se invierte el mismo tiempo pero se obtiene más BioD.

¿El fondo cónico es necesario? (añadido el 24 Oct 2012)

Sé que es un fastidio, pero es necesario.
Después de haber tenido varias instalaciones de prueba me dí cuenta que no había otra que dotar a los depósitos de una base cónica (no necesariamente circular, puede ser piramidal). La clave está en que tanto la glicerina (en el tanque reactor) como los productos del lavado (en el tanque de lavado) no se drenan con eficacia si la base es plana.

¿Vale cualquier aceite para hacer BioD?

Valen los triglicéridos. Vale cualquier aceite...de origen vegetal. También valdría la grasa de origen animal, por ejemplo, la que se obtiene en las asadurías de pollos aunque este producto es mas difícil de procesar por estar semisólido a temperatura ambiente. También vale una mezcla de ambos tipos de grasa: vegetal y animal.

El aceite mas utilizado para freír por estas latitudes es el de girasol, pero también valen los aceites de oliva, palma, coco, colza, soja, semillas, pepita de uva, maíz...en fin, cualquier aceite vegetal, así como la mezcla de ellos en cualquier proporción.

Son válidos tanto si se trata de aceite nuevo como de aceite usado tras utilizarlo en la freidora. En el primer caso el proceso es mas sencillo, pero el aceite nuevo cuesta bastante y se nos puede acusar de destinar un alimento a mover nuestro coche y ser insolidarios con el hambre mundial. En el segundo caso el proceso es un poco mas complicado pero el aceite usado suele ser gratis (o al menos mucho mas barato que el nuevo) y además no se nos puede echar en cara que gastemos un recurso alimenticio para usar como combustible, por la sencilla razón de que el aceite de la freidora llega un momento en que no es sano seguir preparando alimentos con él, y además quitamos de en medio un residuo haciendo el menor daño posible al ambiente.

Lo que NO sirve para hacer bioD es el aceite mineral, el aceite motor.

¿Puedo repostar BioD en mi coche?

Muchos fabricantes de vehículos dicen directamente NO usar biodiesel, otros lo limitan a porcentajes bastante rácanos: un 5% o a lo sumo un 10%. No sé si es porque no han experimentado con sus motores y prefieren curarse en salud. Hace unos 8 años cuando empecé con esto, hablé por teléfono con una empresa –española- que fabrica BioD, me atendieron exquisitamente y me dijeron que “cuando le pides POR ESCRITO al fabricante que te diga el motivo por el cual no se puede usar BioD en su vehículo, nunca te contestan. Nunca.”.

A mí tampoco me contestaron por escrito desde Opel, se limitaron a decirme por teléfono que no usara más allá de un 5% de BioD.

Esto es muy significativo.

La verdad es que estos últimos siete años mi Opel Zafira 2.0 DTI ha funcionado exclusivamente con BioD al 100% sin ningún contratiempo en la mecánica, ningún fallo ni pérdida de potencia, ni dificultad en arrancar. Aún así, si dentro de 7 años se rompe la correa del alternador, nunca faltará quien diga: “¿Ves? Por usar biodiesel...”

Desde el año 1998 todos los vehículos diesel soportan el biodiesel, pues las juntas de caucho –que son disueltas por el BioD- han sido sustituidas por vitón o teflón, materiales que aguantan perfectamente el carácter solvente del BioD.

También hace ya varios años, los fabricantes tuvieron que adaptar los motores diesel a una directiva que les obligaba a que sus motores funcionaran con menos azufre, con menos lubricantes. Sin saberlo o sin quererlo, hicieron aptos los motores para biodiesel.

En caso de duda, un porcentaje del 50% de bioD ya supone un buen ahorro y será aguantado por cualquier coche fabricado después del año 1998.

¿Cuánto cuesta la instalación?

Esto es muy relativo. Y puede depender de:

- Cuanto material tengas ya de antemano

- Qué nivel de automatización quieres

- La calidad de los materiales empleados

- Si se adquieren cosas nuevas, o usadas

- etc, etc...

pero ciñéndome a la pregunta, y tratándose de esta instalación concreta, diré que costaría unos 3000 euros.

Hay que tener en cuenta que para los depósitos (la parte mas costosa) elegí la opción mas cara, pero también la mas duradera: Hechos en acero inoxidable 316, con grosor de 5mm, fabricados a la medida en una empresa de trabajos industriales especializados en aceros. La valvulería también es en acero inox 316.

Luego, está el resto de la instalación: estanterías, panel de control, cables y enchufes, la bomba mezcladora, motores de nevera, mangueras, la bomba de acuario, la bomba de lavadora. Muchos componentes de este apartado pueden ser reciclados, de segunda mano o de un desguace.

¿Hay algún momento mejor que otro para hacer BioD?

Si: Los meses del verano, cuanto mas calor haga, mejor.

El calor no solo ayuda al proceso sino que también supone un importante ahorro energético:

- El aceite está menos viscoso, cuando lo dejamos reposar, los posos se van al fondo más rápido, y también se filtra mejor en el tanque de pretratamientos.

- El calor que hay que suministrarle al aceite para deshidratarlo en pretratamiento es menor.

- Idem, en el tanque de reacción.

- A la hora de extraer la glicerina es menos probable que ésta se congele, cosa que puede suceder por debajo de 18ºC, pero con los 30º C (y mas) del verano tal cosa no sucederá.

- El lavado es mas eficiente a por ejemplo 30ºC que a 10ºC, y no digamos a 0ºC

- La cantidad de calor que tenemos que invertir para deshidratar el bioD también será menor si partimos de una condición ambiental de temperatura elevada. No es lo mismo subir la temperatura del bioD a 60ºC desde 35ºC que hacerlo desde 5ºC

¿Cuánto tiempo puede conservarse el BioD?

Este bioD bien deshidratado y envasado sin demora puede conservarse al menos 7-8 meses, y esta afirmación la baso en hechos comprobados personalmente. El primer lote de cada año lo comienzo en junio, el último en septiembre, sólo hago bioD en los meses mas calurosos. Después, gasto el bioD según un orden FIFO (First In, First Out), es decir, el primero entrado, el primero en salir, de modo que entre la fecha de elaboración de un bidón concreto y su repostaje en el vehículo pueden pasar 7-8 meses y funciona igual de bien que el bioD recién hecho.

Es importante llenar bien los envases para no dejar cámara de aire, y cerrarlos herméticamente.

¿Cómo conseguir los depósitos?

Estos depósitos los encargué en una empresa que está especializada en trabajos industriales. Cortar, plegar, soldar y taladrar chapa de acero de 5mm de grosor no es asunto de bricolaje doméstico. Por eso preferí correr con el gasto y dejé el asunto en manos de gente competente. Ocho años después, los depósitos están impecables. De haber sido de hierro no quedarían ni las patas...

Lógicamente, si uno tiene los medios para hacer estos trabajos, puede ahorrarse una buena cantidad de dinero, pues la mayor parte del costo no es el acero, sino la mano de obra.

Otra opción es intentar adaptar depósitos ya existentes, como por ejemplo, barriles de cerveza hechos con acero.

¿Qué medidas tienen los depósitos?

Aquí tenéis dos esquemas:

Uno con las medidas, otro con los accesorios.

Las medidas principales de los tanques:

Los accesorios:

Están rotulados los tanques con las letras de la A a la D

A: Tanque de pretratamientos

B: Tanque Reactor

C: Tanque de lavado

D: Tanque auxiliar (opcional) para deshacer emulsiones.

En donde:

A1: Termómetro para controlar temperatura aceite. Es suficiente con que llegue a marcar 120ºC

A2: Resistencia sumergible 2Kw en acero inox, gobernada por un regulador 4Kw

A3: Válvula para pasar el aceite hacia el tanque reactor

A4: Bomba de lavadora para pasar el aceite hacia el tanque reactor

B1: Válvula de entrada de aceite hacia el reactor

B2: Válvula para aliviar exceso presión/vacío en el reactor

B3: Válvula para entrada de metóxido

B4: Termómetro con varilla larga que debe sumergirse en el biodiesel a fin de que pueda tomarse la temperatura del biodiesel, no la del aire que hay por encima de él. Es suficiente con que tenga un fondo de escala de 60-80ºC.

B5: Válvula para hacer vacío en el reactor y ayudar al metóxido a entrar.

B6: Manómetro, para medir presión. Debe ser sensible, con un fondo de escala de una atmósfera o menos.

B7: Vacuómetro, para medir el vacío.

B8: Válvula de re-entrada del biodiesel procedente de la bomba mezcladora

B9: Resistencia sumergible de 2Kw en acero inox, igual que el tanque "A", gobernada por un regulador de 4Kw

B10: Valvula para evacuar la glicerina

B11: Bomba mezcladora para hacer la transesterificación, también sirve para trasvasar el BioD en bruto desde el reactor hacia el tanque de lavado una vez terminada la trans. Es una bomba para agua con cuerpo de acero inox 316.

B12: "T" para derivar el bioD bien al reactor, bien al tanque de lavado

B13: Válvula selectora para hacer la trans o hacer el trasvase reactor->lavado

B14: Válvula de seguridad para en caso de fallo en la bomba (o sus conexiones) evitar que el bioD se salga del tanque.

Nota: La válvula que hay bajo la B2 está en desuso.

C1: Válvula para entrada de bioD bruto recién hecho hacia tanque lavado

C2: Válvula para entrada aire presurizar tanque lavado y envasar más rápido.

C3: Válvula en desuso

C4: Termómetro, para controlar temperatura bioD en deshidratado, es suficiente con que tenga un fondo de escala de 80ºC-100ºC. También debe llevar un espárrago que se sumerga en el bioD a fin de tomar la temperatura del BioD y no del aire que hay sobre él

C5: Manómetro: Para medir la presión cuando se presuriza el tanque para envasar. Debe ser sensible y tener un fondo de escala de 1 Atmósfera (o menos).

C6: Válvula para envasar

C7: Válvula para evacuar agua de los lavados

C8: Bomba de aire para acuario y piedra de burbujeo

C9: Filtro convencional de gasoil, previo al envasado.

¿De qué están hechos los depósitos?

Con cualquier material que:

1. Pueda ser mecanizado, es decir, se le puedan hacer taladros, soldarle accesorios...

2. Tenga una resistencia mecánica suficiente para aguantar cierta presión o vacío, y que además no esté continuamente dándonos sorpresas con fugas, grietas, poros, ...

3. Aguante mínimamente el calor. La temperatura de proceso es de 55ºC, en el reactor, pero en el tanque de pretratamientos y en el de lavado se pueden alcanzar –y superar- los 80º C especialmente en el de pretratamientos.

4. Y lo mas importante: Deben ser razonablemente inmunes al poder corrosivo de la sosa cáustica.

No son muchos los materiales que cumplen con estas condiciones, y de ellos, algunos son prohibitivos de precio, o muy difíciles de conseguir o fabricar...o ambas cosas, como por ejemplo, el teflón, que sería una maravilla...

Así pues, quedan algunos metales, de los cuales el mejor es el acero, especialmente indicado es el acero inox 316 que es reconocido por tener una alta resistencia a la corrosión química. Otros aceros son duros, otros tienen un punto de fusión alto y aguantan el calor como el 321, pero el 316 es el mejor para este fin.

No usar hierro, a no ser que se trate de un experimento a pequeña escala, pues será corroído con rapidez por la sosa cáustica. Ni hablar del aluminio que será atacado con violencia por la sosa cáustica, incluso con desprendimiento de burbujas (hidrógeno).

Si alguien tiene la posibilidad de trabajar los plásticos, el polietileno de alta densidad (HDPE) es también una buena opción.

¿A 0,20 euros el litro? No puede ser...

¿Y el costo de la instalación no se tiene en cuenta?

El costo de cada litro de BioD es de 0,21 €, como podéis ver al final del vídeo.

El costo de la instalación es de unos 3000 euros.

Si tenemos que el precio del gasoil –al momento de escribir estas líneas- es de 1,44 euros-litro, tenemos un ahorro superior a 1,20 € por cada litro de bioD fabricado. No está en el horizonte que el precio del gasoil (ni de la gasolina) vaya a bajar.

Bastará con fabricar unos 2500 litros de bioD para amortizar esos 3000 euros.

2500 litros de bioD se pueden hacer con esta máquina en 17 lotes de 150 litros, y esto puede hacerse en poco más de 4 meses, a razón de un lote por semana (teniendo suficiente aceite usado, claro, pero esto ya es otro asunto).

En mi caso, fabricando unos 5-6 lotes anuales la amortización me llegó a los tres años de comenzar. Y ya van ocho años...

A partir de ese momento en que llega la amortización del equipo, podemos decir que el biodiesel sale a 0,21 € / litro.

¿Es seguro el biodiesel?

El biodiesel terminado es tan poco inflamable como el mismo aceite que se utilizó para hacerlo. El aceite frío no se considera una sustancia problemática en cuanto a riesgo de incendio.

¿Dónde conseguir el metanol y la sosa cáustica?

El metanol debe ser “bueno”, con una pureza del 99%, es decir, sin apenas agua. Y debe decirlo la etiqueta.

La sosa cáustica también debe ser de una pureza mínima del 98%. Hay que desconfiar de sosa cáustica sin etiquetar o sin especificar la pureza: Esa sosa puede estar bien para desatascar desagües pero no para hacer bioD, pues contiene aluminio y otras impurezas que no queremos poner en el depósito de nuestro vehículo.

Para pequeñas pruebas:

-El metanol y la sosa cáustica se pueden comprar en una droguería. El metanol suele ir en envases de 1 y 5 litros. La sosa en envases de 1 Kg.

Para hacer lotes mas grandes:

- Un buen formato para el metanol es el bidón de 25L, además con la ventaja de que cuanto mas grande el envase, mas barato el producto.

- La firma “Ercros” hace una excelente sosa cáustica en envases (sacos) de 25 Kg, con una pureza del 99% y funciona de mil maravillas. Cuesta poco mas de 25 euros, por lo que el kg sale a poco más de 1 euro.

Ambos productos en este formato mas grande empiezan a ser difíciles de encontrar en droguerías a no ser que se trate de droguerías industriales. Otra opción es un establecimiento de productos químicos (en polígonos industriales). El metanol es usado en las fábricas de pinturas como disolvente, por lo que también puede buscarse por esta vía.

TEST de inflamabilidad del BioDiesel

2012-09-01T03:14:00.003-07:00

El biodiesel es uno de los combustibles mas seguros en cuanto a su manejo gracias a su baja inflamabilidad. Si está bien terminado y desprovisto de metanol, tiene un punto de inflamación de unos 130ºC. Esto quiere decir que habría que calentarlo hasta esa temperatura para que emane vapores capaces de hacerlo arder.

No obstante su baja inflamabilidad, cuando este combustible entra a los cilindros del motor lo hace bajo unas condiciones en que sí demuestra su poder, ardiendo tan bien como cualquier otro combustible.

Estas condiciones son:
1. Estar finalmente pulverizado y mezclado íntimamente con el aire
2. Sometido a cierta temperatura (por encima de la ambiental)
3. Comprimido a una alta presión.

En estas tres condiciones arriba enumeradas, cualquier cosa que lleve carbono hará explosión, incluso algo tan inocente como los cereales puede darnos un susto...o provocar un serio accidente.

Otra cosa muy distinta son las condiciones de almacenaje, donde ninguna de las tres anteriores puede darse, y mucho menos las tres al mismo tiempo.

Biodiesel...

...Fiero en el motor,
manso en el almacenaje.

Como el movimiento se demuestra andando, hice este vídeo para demostrarlo:

Video: Lote de BioDiesel de principio a fin

2012-07-31T00:20:00.003-07:00

Hola amig@s

La verdad, tenía una asignatura pendiente: Hacer un vídeo con todo el proceso de elaboración de un lote de biodiesel, sin omitir detalles. No el típico video alarde que al final no aclara ni enseña nada. He procurado que las cosas queden claras y bien documentadas.

Compaginar la tarea de elaboración del biodiesel con la grabación del video me ha costado bastante, no ha sido sencillo, de hecho, me ha resultado bastante mas difícil de lo que pensé en un principio.

El video dura poco más de una hora, me ha sido imposible resumirlo mas y pienso que toda la información que aparece es necesaria, tengamos en cuenta que se trata de un proceso que dura una semana, y se tratan bastantes detalles en este video.

Espero que este vídeo ayude a todos los que estan interesados en los biocombustibles, tanto si solamente buscan información por pura curiosidad, como aquéllos que están dispuestos a embarcarse en la aventura de crear su propio combustible.

Comprobando estanqueidad bomba mezcladora

2012-05-31T09:06:00.001-07:00

A nivel artesano o casero conviene hacer el BioD durante el verano, pues el calor ayuda de muchas maneras al proceso, mientras que el frio lo dificulta. Por eso, la producción se concentra en verano. Cuando llega septiembre o como mucho octubre, tengo ya suficiente BioD como para pasar el resto del año hasta el mes de mayo-junio siguiente.

Es decir, la planta de BioD estará inactiva durante unos 7-8 meses.

Durante ese tiempo no me gusta dejar la bomba mezcladora en su sitio, con restos de producto en su interior. Es de acero inoxidable y aguanta muy bien, pero prefiero sacar la bomba de su ubicación y tras desmontarla le doy una limpieza, le quito las juntas y la guardo a buen recaudo hasta la siguiente campaña de BioD.

Llega el momento de volver a montar la bomba y ponerla en el equipo. Pero existe un riesgo, y mas si hemos hecho nosotros mismos -sin ser expertos mecánicos- la sustitución de juntas: El riesgo de que hayan fugas en la bomba por algún defecto en el cierre: Objeto extraño, junta mal puesta o defectuosa, mal cierre, etc...

Comprobar que hay fugas de aceite en la bomba una vez instalada, con el reactor lleno de aceite (y quizás también el metóxido) es un pastel muy engorroso que hay que evitar por todos los medios.

En este vídeo propongo un test para comprobar la estanqueidad de la bomba antes de colocarla en el reactor, no es necesario usar líquidos y es fiable 100%.

La campaña de biodiesel 2012 está cerca...

2012-04-28T16:56:00.000-07:00

El verano se nos echa encima, y con él, el calor.

Calor que a veces es bienvenido, otras no tanto, pero siempre a nuestro favor a la hora de fabricar nuestro apreciado oro amarillo.

El calor ambiental es nuestro aliado.

Por las siguientes razones es preferible fabricar nuestro biodiesel en los meses de verano y almacenarlo para todo el año, en lugar de estar haciéndolo contínuamente durante todo el año. Trabajaremos menos, someteremos a menos stress a nuestra maquinaria, y las cosas vienen mejor dadas:

Las razones de hacer BioD en verano y no el resto del año:

- Salvo unos pocos días, en verano la humedad atmosférica es reducida. Esto minimiza el riesgo de que el agua ingrese de alguna manera en algún punto de la fabricación, se recuerda que el agua, antes de la fase de lavado, es el enemigo nº1 en la fabricación del biodiesel.

- Cuando vertemos el aceite en el tanque de pre-tratamientos para filtrarlo, al estar a mas temperatura, también está menos viscoso, y se filtra mejor, mas rápido, a través del tejido.

- Para deshidratar el aceite hay que calentarlo hasta unos 70-80ºC. No es lo mismo hacerlo si el aceite está a 7ºC (por ejemplo, en enero) que hacerlo si está a 35ºC, por ejemplo, en julio. El recorrido de temperatura es mucho menor en verano. Ahorro energético, de tiempo, y de uso de maquinaria.

- La transesterificación misma, se verifica a 55ºC. Nuevamente, en invierno tendríamos que luchar contra la tendencia del reactor (y su contenido) a enfriarse. Cosa que apenas ocurrirá en verano.

- En el drenaje de la glicerina, en invierno, si nos descuidamos, se congelará. En verano es mas dificil que esto ocurra por las altas temperaturas ambientales.

- En la fase de lavado, el frio dificulta que las impurezas se disuelvan en el agua. El calor del verano por el contrario, lo favorece. Biodiesel mas limpio sin necesidad de calentar el agua.

- En el deshidratado final, tres cuartos de lo mismo. No es igual elevar la temperatura del BioD hasta los 70ºC si estaba a 5ºC, que si estaba a 32ºC. Nuevamente, ahorro de energía y tiempo.

- Y esto sin contar con lo poco que apetece salir en invierno al patio a vérselas con mangueras, chorros de agua, y cosas por el estilo.

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Son fechas para ir empezando a sacar del invernaje a nuestra instalación y prepararla para acometer el trabajo que le espera:

1) Limpieza, revisión y acondicionamiento del recinto.

2) Si la bomba del reactor ha sido guardada para cambiarle las juntas y prevenirla de la intemperie, es hora de volverla a poner en su sitio.

3) Revisaremos las existencias de metanol y sosa (o potasa) caústica

4) Comprobaremos que hayan bidones suficientes para envasar el BioD. Los mismos bidones del metanol, una vez vacios, son excelentes para almacenar el BioD. Están hechos de polietileno HD que aguanta perfectamente. Y el metanol se volatiliza sin dejar abolutamente ningún resíduo.

5) Si no le vamos a dar un uso inmediato a la glicerina, también habrá que prever algún envase para guardarla. Sirven los mismos bidones del metanol. Cualquier cosa menos tirarla. La glicerina tiene un uso interesante que pienso probar el año próximo: Tras extraerle el metanol, se pueden hacer unos "ladrillos energéticos" con envases tetra-brick reciclados y viruta de madera a la que después se le añade la glicerina, que pueden hacer funcionar una chimenea a condición de usarlos cuando la chimenea ya está caliente previamente a base de madera convencional, a fin de evitar la formación de acroleína. Hablaremos sobre esto.

6) Echaremos un vistazo a la instalación eléctrica, que todo esté bien.

7) Lo mismo con todas las conducciones. A veces los roedores nos la juegan...

8) Durante el invierno no hacemos BioD, pero sí hemos ido recolectando sin prisa, pero sin pausa, todo el aceite que hayamos podido. O al menos, el que necesitamos. Haremos un esquema de cuanto aceite disponemos, y cuanto biodiesel podemos hacer.

9) Planificaremos el calendario aunque sea a grosso-modo, teniendo en cuenta que un lote nos lleva unos 10 dias.

Para comienzos de Junio, -falta poco más de un mes-, tengo programado iniciar la campaña 2012.

Combinación 50/50 para tiempos difíciles.

2012-02-19T16:44:00.001-08:00

Cada vez es más difícil conseguir aceite usado. Las empresas de recogida parece que están pagando bastante bien cada barril, así que los sitios donde antes conseguías aceite, ahora consigues una negativa. Tampoco sirve de mucho intentar mejorar la oferta, pues las empresas de recogida juegan con la ventaja (artificial) de ser "autorizadas" y estar fuertemente subvencionadas.

En alguna ocasión he dicho que el biodiesel puede mezclarse en cualquier proporción con el gasoil, y éste parecer ser un buen momento para echar mano de esta característica de la miscibilidad gasoil/biodiesel.

Un vehículo de gasoil no se "acostumbra" ni al gasoil, ni al biodiesel. Funcionará perfectamente con cualquier proporción de ambos, sin importar ni la proporción ni el orden. Podemos usar biodiesel 100%, y de pronto pasar a gasoil 100%, o viceversa, y después a una mezcla 50/50,...

Para tiempos difíciles, la mezcla 50/50 es interesante, porque, por un lado te supone hacer la mitad de biodiesel, lo que conlleva también la mitad de trabajo por nuestra parte, y por otro lado, el ahorro sigue siendo considerable. Hagamos unos números:

Coste del gasoil aproximado a 19/febrero/2012: 1,37 euros litro
Costel del biodiesel aproximado a la misma fecha: 0,20 euros litro.

Si la proporción es del 50% de cada combustible, el precio final será la media de ambos: 1,37 + 0,20 / 2 = 157/2 = 0,79 centimos el litro aproximadamente.

Queda lejos de los 20 centimos del bioD 100%, pero no está mal. 0,70 centimos el litro es un precio que nos retrotrae a tiempos pasados...

Con la mezcla 50/50, cada 10 litros son 7 euros de ahorro respecto al gasoil 100%, y en un depósito de 50 litros son 35 euros. Una cantidad significativa.

En estos momentos estoy empezando a considerar el uso de aceite sin más, sin convertir a biodiesel (SVO: Straight Vegetal Oil, aceite vegetal directo), pero con dos limitaciones:

1) La proporción: El aceite sin convertir a biodiesel (SVO) no debería superar el 20% del total. Puede servir cualquiera de estas tres mezclas:

   - Biodiesel 80%, aceite SVO 20%
   - Gasoil 80%, aceite SVO 20%
   - Biodiesel 40%, gasoil 40%, aceite SVO 20%

Esta tercera mezcla es la que mas me convence.

2) Solo debería usarse en sitios con climas cálidos y en verano, cuando el aceite es más viscoso y eso sólo usándolo al 20%.

El aceite SVO puede ser nuevo o usado. En éste último caso habría que someterlo a un proceso de microfiltrado minucioso, a una profundidad de 5 micrones.

Pero, ¿Sube cuestas tu coche con biodiesel?

2012-01-27T17:01:00.000-08:00

A menudo me hacen esta pregunta, como si el biodiesel tuviese una trampa oculta, como si tuviese algún tributo que pagar el disponer de un combustible propio.

La respuesta es: Si, sube cuestas, con tanta alegría como el gasoil.

Aunque la energía contenida en el biodiesel es el 95% de la que tiene el gasoil, hay algunos detalles que, al final, le hacen igualar (si no superar) al gasoil. En primer lugar, está su poder lubricante, mucho mayor que el del gasoil. Esto hace que la mecánica funcione en mejores condiciones, con menos fricción, lo que además redunda en una mayor vida para el motor.

Hablando de motores de gasolina, una "guerra" que han tenido los fabricantes de motores y los fabricantes de combustibles durante el siglo pasado ha sido el "numero de octano" en las gasolinas y el poder de compresión de los motores. A medida que permites que un motor comprima más la mezcla, su potencia aumenta, pero esto tiene un problema: El combustible debe "aguantar" esa presión sin detonar prematuramente, debe aguantar al momento en que la bujía produzca la chispa. Asi, los fabricantes de motores pedían a los fabricantes de combustibles que produjeran gasolinas con mayor poder antidetonante, y cuando lo conseguian, entonces los fabricantes de motores quedaban retados a producir motores con mayor compresión, y así entraron en un ciclo hasta conseguir el estado actual: Un motor de apenas 1500 cc puede rendir más de 1000 CV de potencia. Con estas cifras, aquí ya hablamos de Fórmula I, no de coches de serie, pero que conste que esa eficiencia, existir, existe.

En el gasoil y los motores diesel ocurre algo parecido al caso de los motores de gasolina, pero en lugar de "numero de octano" hablaríamos de "numero de cetano", pero viene a ser practicamente lo mismo.

En segundo lugar tenemos que el número de cetano del biodiesel es ligeramente mayor que el del gasoil, lo que significa que la mezcla puede ser sometida a mayor presión antes de que se produzca la autodetonación. En motores controlados por microprocesador (o sea, la practica totalidad de los motores modernos) no tenemos necesidad de "ajustar" ni tocar nada en el motor. El ajuste es automático: La detonación se producirá un poco más retardada, a mayor presión, dando por tanto una mayor potencia.

El biodiesel tiene una doble naturaleza que me encanta: Por un lado es sumamente seguro de manejo, su inflamabilidad a tempetarura ambiente es tan baja como la del aceite, es decir, practicamente nula. Por otro lado, en las condiciones en que es sometido en un motor: Alta presión, alta temperatura, y finamente dividido y mezclado con aire, demuestra ser un combustible digno de las aplicaciones mas exigentes, como lo demuestra este vídeo, en donde segun el autor, el cohete, de dimensiones mas bien reducidas, accionado por combustible líquido...¡¡biodiesel!! producía un impulso de casi 500 Kg y alcanzó casi mach-1, unos 1200 kilómetros/hora.

El Biodiesel de Os Castros

2012-01-22T01:51:00.000-08:00

Me alegra saber que cada vez hay mas iniciativas de este tipo por particulares: hacer biodiesel para uso propio.

Es el caso de "Os Castros" en el foro de Infojardín, que también expone su experiencia desde el principio.

En esta foto a la izquierda puede verse su reactor ya casi terminado.

Como depósitos, utiliza barriles de cerveza reciclados lo que supone un ahorro económico considerable ya que esta es la parte mas costosa del reactor.

A día de hoy ya fabrica biodiesel de forma rutinaria

Además, en ese mismo foro, ha abierto un hilo titulado "cultivo de microalgas", para intercambiar experiencias en este prometedor campo, buscando independizarse del aceite comestible cada vez mas difícil de conseguir. Este hilo ha tenido buena acogida y ya hay gente investigando.

Podeis ver el hilo de biodiesel de Os Castros en este enlace

Obtención de aceite cultivando microalgas

2012-01-14T15:53:00.000-08:00

Me reafirmo en lo dicho en mi primera entrada: "El mayor problema en la elaboración de biodiesel es conseguir una fuente estable y regular de aceite usado".

...Y digo aceite "usado", porque nuevo siempre vamos a poder conseguir, pero con dos limitaciones: Una de tipo económico, su precio, que lo haría casi prohibitivo.

La otra limitación es de tipo ético: Mientras tanta gente muere de hambre, no sé hasta que punto es correcto dedicar cultivos para llenar el depósito de nuestros coches.

El cultivo de microalgas parece ser una apuesta sólida.

Algunas especies de estas algas contienen una cantidad importante de aceite que es apto para la elaboración de biodiesel. La ventaja de las algas sobre cualquier otra especie de oleaginosa "terrestre" es su elevada productividad.

No todas las oleaginosas tienen la misma productividad. La cantidad de aceite obtenido por hectárea de cultivo es distinto según el cultivo de que se trate: Oliva, girasol, colza, soja, coco, palma...

Las algas le ganan a todas. Tienen una productividad que supera en un factor de 30 a la más productiva de las terrestres: La palma. Para colmo, una explotación de cultivo de algas puede hacerse en un sitio que no sea terreno fértil, ya que es independiente del terreno.

Estas microalgas necesitan:
1. Agua, que puede ser dulce, salobre o marina (según el tipo de alga).
2. CO2, que puede ser el atmosférico
3. Nutrientes, un abono líquido de los usados en cultivos hidropónicos.
4. Luz, natural o artificial
5. Temperatura de aprox. 25ºC

En buenas condiciones, en tan solo 1-2 dias las microalgas duplican su masa, por lo que se puede hacer una "cosecha", tras lo cual se prensan para extraer el aceite con el que haremos biodiesel. El resíduo sólido que queda puede aprovecharse como pienso dando un valor añadido a esta actividad del cultivo de microalgas..

En realidad, el motor de todo esto es el Sol. Su rayos ultravioletas hacen posible la fotosíntesis, con lo cual las plantas captan el CO2 de la atmósfera y lo convierten en materia sólida, en materia verde. Con esto, caemos en la cuenta de que esta fuente energética es renovable: El CO2 producido en la combustión de estos biocombustibles será utilizado por las algas en producir...mas algas.

Enlaces relacionados:

Planta piloto de BFS en Alicante

Biodiesel casero. ¿Cómo saber si está bien hecho?

2012-01-03T17:22:00.001-08:00

La forma mas directa (y cara) es sometiéndolo a un análisis en la industria.

Hay otra forma.

Nos serviremos de varios hechos o pruebas sencillas. Cada uno de estos hechos por separado no basta por sí solo para asegurarse de que el BD está bien hecho, pero todos ellos juntos si son suficiente motivo como para poner la mano en el fuego por la calidad de nuestro BD.

Bueno, la prueba mas concluyente y tajante es que el coche sigue andando alegremente igual que el primer día. Y ya van unos siete años con B100.....

No vayamos a caer en aquélla ley de Murphy que decía: "Si los hechos no se ajustan a la teoría, se debe prescindir de los hechos"

Factores tener en cuenta:

1. La cantidad de glicerina que se produce.
Después de las dos trans hay que medir aunque sea a ojo la cantidad de glicerina producida. Si por cada 100 litros de aceite obtenemos unos 16 litros de glicerina, es que la trans ha ido bien. Con lotes de 150 litros lo normal es obtener unos 25 litros de glicerina.

2. El BD terminado es transparente
Esto implica que está correctamente deshidratado.

3. Cromatografía casera
Si a un frasco conteniendo una muestra de BD se le dirige una luz blanca, observaremos la proyección de esa luz en una superficie también blanca. Si el color es amarillo nuestro BD estará dentro de la norma en cuanto a contenido de mono-di y triglicéridos.

4. Ausencia de jabón y por tanto, de metales alcalinos
Esta es la prueba de fuego. Cogeremos una pequeña muestra de BD y la pondremos en un frasco de cristal. Añadiremos una cantidad igual de agua destilada. Cerramos el frasco y agitamos vigorosamente unas cuantas veces. Antes de un minuto debe haber una separación clara entre BD y agua. Si la separación no es clara (o lo que es peor, no hay separación) entonces es que el BD contiene jabones (no está bien lavado) y/o contiene mono-di-triglicéridos (las trans no fueron satisfactorias).

5. El frasco conteniendo la muestra de BD no debe originar el más mínimo poso aunque transcurran meses.
Esta sería la prueba de que en el BD no quedan rastros de reactivos y que tampoco contiene aceite para reaccionar. Un BD en donde queda aceite por reaccionar y reactivos, una vez almacenado, a pesar de no estar en agitación ni a la temperatura de proceso de 50ºC, sigue produciendose la reacción muy lentamente, de manera que al cabo de dias o semanas se produce un pequeño poso de glicerina que se percibe claramente a la vista en el fondo del frasco. En un BD bien hecho el fondo del frasco está perfectamente transparente y limpio aunque transcurran meses desde su envasado.

6. El BD no se enturbia aunque transcurran meses.
Nuevamente, esto significa que el BD estaba bien deshidratado. No deben observarse cambios de color ni de textura.

7. El punto de inflamación (flash-point) debe ser igual o mayor de 130ºC
Lo que hace al BD tan seguro es su elevado punto de inflamación. El punto de inflamación es la temperatura a partir de la cual un líquido comienza a emitir vapores en cantidad suficiente como para provocar una atmosfera combustible.

Por ejemplo, la gasolina tiene un P.I tan bajo como de -39ºC. Esto quiere decir que si dejamos abierto un bidón de gasolina en un garaje, aunque estemos en enero a -25ºC, ese bidón va a emitir vapores de gasolina que se expandirán por todo el garaje, mezclándose con el aire (y su oxígeno) constituyendo una mezcla inflamable. Entonces, para provocar el desastre no es necesario generar una fuente de ignición junto al bidón, sino que cualquier lugar de ese garaje, a mucha distancia del bidón, puede originar la inflamación explosiva del garaje.

El gasoil es bastante mas seguro, pues a diferencia de la gasolina (-39ºC) tiene un P.I bastante mas alto: Unos 55º-60ºC. Pero aún así, en días muy tórridos de verano y bajo ciertas condiciones de insolación puede alcanzar ese P.I. y formar una atmósfera explosiva.

El BD es el Rey de la seguridad. Sus 130ºC de P.I. lo hacen tan inocente como el propio aceite del cual proviene. Esto no quiere decir que nos relajemos en su manejo y estúpidamente desaprovechemos su seguridad adoptando conductas de riesgo.

Una prueba concluyente es poner una pequeña cantidad (unos pocos c.c.) en un recipiente y alejados de cualquier otro material combustible intentar inflamar ese BD aplicando llama sobre su superficie. Si el BD está bien hecho se fracasará una y otra vez en el intento de hacerlo arder. Si arde, es que no se le ha retirado el metanol, cosa bastante extraña si ha sido lavado y deshidratado.

En cambio, es muy fácil hacer arder al BD si se introduce en su seno una mecha o material poroso tipo tejido. Por capilaridad esa mecha o tejido se impregnará de BD. Si se acerca una llama a esa mecha, arderá. Pero la llama no inflamará la superficie del BD. Solo arde la mecha.

Biodiesel casero. Panel de control.

2012-01-03T17:21:00.000-08:00

4.11 Panel de control

Hola Biodieseleros!

Este es el último punto en cuanto a la instalación de la planta de BioD

La instalación de BioD contiene una pequeña pléyade de instrumentos eléctricos. Es interesante centralizar el funcionamiento de todos ellos. Esa es la función de lo que denomino "panel de control". En lugar de estar de acá para allá enchufando y desenchufando instrumentos y todo liado de cables, mejor centralizar todo.

Este panel no es más que una caja en donde insertaremos los elementos eléctricos que accionarán a todos y cada uno de los dispositivos de la planta. Consta de una caja hecha en madera de contrachapado marino (la misma con la que hice las jardineras del maceto). Sobre esa caja va una plancha de aluminio, que tuve que mecanizar pacientemente con una sierra de marquetería a fin de hacerle los agujeros donde insertar los siguientes elementos:

- Enchufes para conectar cada uno de los dispositivos eléctricos
- Interruptores para accionar cada uno de esos dispositivos
- Fusible general
- Potenciómetros (mandos) para el control de los cuatro reguladores
- Voltímetros analógicos para monitorear la tensión de cada resistencia

En la foto van marcados con un número, los describo a continuación:
1. Fusible general
2. Interruptor general
3 y 4. Luces del recinto (dos fluorecentes)
5. Ventilador interno para evacuar calor
6. Dispositivo externo de ultrasonidos ahuyenta-ratones
7. En desuso
8. Resistencia tranque pretratamientos
9. Potenciómetro del regulador de la resistencia anterior
10. Voltímetro conectado en paralelo!! con la resistencia anterior
11. Motor lavadora trasvase aceite tanque pretratamiento-tanque reactor
12. Resistencia tanque reactor
13. Potenciómetro del regulador de la resistencia anterior
14. Voltímetro conectado a la resistencia anterior
15. Bomba mezcladora
16. Mini-cocina electrica para destilar metanol
17. Bomba vacio para destilar metanol
18. En desuso
19. Bomba de vacio (motor de nevera) para hacer ingresar el metóxido en el tanque reactor
20. En desuso
21. Bomba de acuario para el lavado con burbujas
22. Regulador de la bomba anterior
23. Bomba de presión (motor de nevera) para hacer presión en tanque lavado y acelerar proceso envasado.
24. Resistencia calefactora tanque de lavado
25. Regulador de la resistencia anterior
26. Voltímetro para la resistencia anterior

También se puede apreciar en la parte superior del panel la hilera de enchufes con sus correspondientes clavijas o conectores que darán servicio a todos los elementos. Los cables los llevo todos juntos, uniéndolos con bridas y sujetándolos a unos perfiles metálicos que puse en la pared:

La entrada de corriente general va por un lateral de la caja de madera, y en el interior de la caja de madera va todo el conexionado. Lo primero que se encuentra el cable de entrada o "acometida" es el fusible, después un interruptor general, y de ahí, cada uno de los polos va a una regleta para poder hacer las numerosas conexiones a todos los interruptores (uno para cada dispositivo a controlar), y son bastantes los dispositivos:

1- Resistencia (2Kw) calefactora del tanque pretratamientos
2- Motor de lavadora para trasvasar aceite desde pretrat. hasta tanque reactor
3- Resistencia (2Kw) calefactora del tanque reactor
4- Motor de nevera funcionando como bomba de vacio para ingresar el metóxido
5- Bomba mezcladora
6- Resistencia (2Kw) calefactora tanque de lavado
7- Bomba de acuario, para el lavado con burbuja
8- Otro motor de nevera funcionando como compresor para crear presión en tanque de lavado a fin de envasar a mas velocidad
y además:
- Interruptor general del panel de control
- Fusible general
9- Iluminación del recinto (dos interruptores, uno por cada lámpara)
10- Ventilador interno del panel de control, para disipar calor
11- Ultrasonidos anti-roedores
Y en caso de destilar metanol:
12- Pequeña cocina electrica para calentar olla con glicerina
13- Un tercer motor de nevera como bomba de vacio para acelerar el destilado o hacerlo a menor temperatura

En la foto siguiente, un detalle del conexionado interno. Buena maraña de cables, pero no sobra ni uno

Mirad el detalle de esa goma elástica que sujeta el frontal del panel, estilo capó de un coche para poder manipular el interior. Afortunadamente, en mas de seis años la única intervención que he tenido que hacer ha sido cambiar un par de interruptores. Este chisme está demostrando ser fiable y robusto.

Sobre la foto anterior, comento varias cosas:

Los interruptores (marcados como 1 en la foto) son bipolares, por lo que cada interruptor tiene cuatro y no dos cables como es habitual. De ahí el galimatías de cables. Pero esto es un elemento de seguridad. Cuando corto la tensión a un elemento, la corto de verdad.

Los potenciómetros (marcados como 2) son de los propios circuitos reguladores, en lugar de montarlos en el circuito impreso del propio regulador, van en el panel para poder manejarlos desde el exterior. Así que se conectarán mediante tres simples cables a su circuito correspondiente.

Los voltímetros (marcados como 3) se conectarán en paralelo con su resistencia

Se puede ver (marcado como 4) uno de esos reguladores de 4Kw para las resistencias calefactoras con su generoso disipador térmico. Hay tres de ellos, el tercero no se vé porque lo tapa la propia caja del panel.

El elemento marcado como 5 es el ventilador que accionaremos si queremos evacuar aire caliente del interior del panel, especialmente si hacemos funcionar algún regulador.

El panel de control, aunque deseable, no es un elemento indispensable y podríamos optar por una solución mas sencilla:

Disponer de una regleta de enchufes, y llevar los cables de todos los instrumentos hasta la proximidad de esa regleta. Para no volvernos locos, deberíamos etiquetar la clavija de conexión de cada uno de los instrumentos. Y así, según vayamos necesitando, enchufaríamos-desenchufariamos el instrumento necesario.

Esta última opción, aunque mas sencilla -y barata-, no me convencía, porque yo tenía claro que las resistencias eléctricas calefactoras tenían que ser reguladas con el correspondiente regulador (uno para cada resistencia), es decir, las resistencias no van conectadas directamente a 220Vots, sino que se intercala un regulador que puede hacerlas funcionar en toda la gama de voltajes, desde cero voltios hasta 220 voltios.

Y esto, por dos motivos:

1. Poder regular la potencia con que va a trabajar la resistencia. Es rara la vez en que las hago funcionar a plena potencia. Como he dicho en alguna ocasión, prefiero invertir en tiempo y seguridad.

2. Y por seguridad: Cuando se conecta (o desconecta) un dispositivo que tiene un consumo elevado (y estas resistencias lo tienen, pues son de 2Kw), se genera una chispa en el enchufe, cosa que consideré a evitar cuando diseñé esta miniplanta de bioD. A pesar de tener todo esto en exteriores, bien ventilado y con el reactor hermético, no quise permitirme que ningún elemento generase chispa (por aquéllo de los vapores de metanol), y un buen sistema para evitar esas chispas es poner un regulador a cada resistencia.

Así, cuando vamos a poner en marcha una resistencia, ponemos el regulador a cero. Después accionamos el interruptor de esa resistencia, y después, regulamos hasta la tensión deseada. Así no se produce chispa. Para apagar, hacemos lo mismo: Primero de todo, ponemos el regulador a cero, y después, accionamos el interruptor a off y apagamos la resistencia, ya sin tensión, por lo que no se producirá chispa.

Esos tres reguladores de 4 Kw cada uno -un regulador para cada resistencia: tanques de pretratamientos, reactor y lavado) mas un cuarto regulador de menos potencia, eran demasiados chismes como para tenerlos enredando, así que decidí optar por la solución mas trabajosa (sólo al inicio) pero también mas agradecida con el paso del tiempo: Construir un "panel de control": Simplifica mucho las cosas y el manejo de la planta es mas claro y sencillo. Además, al montar todo en una caja, podemos poner elementos anexos interesantes:

- Poner un fusible general para todo, recomiendo no pasar por alto este modesto pero importantísimo elemento de seguridad.

- Encender/Apagar la luz del lugar con el propio panel. En mi caso, hago iluminar el pequeño recinto con dos luminarias fluorescentes que se pueden accionar por separado.

- Los reguladores de 2 Kw están en el interior del panel, a buen recaudo y protegidos, pero ahora tenemos el problema que mientras funcionan no evacúan el calor a la atmósfera. Allí dentro pueden averiarse. Solución: He puesto en la caja del panel en un lateral un ventilador de ordenador (con su taladro correspondiente, claro). Eso es suficiente para evacuar el calor interior. Ese ventilador tiene su propio interruptor para que funcione sólo cuando se estime oportuno.

- Si se sospecha la presencia de ratas o ratones, éstos pueden provocar daños tales como roer las tuberías de silicona u otros elementos. Aunque la visita es muy ocasional (sólo una vez en mi caso), puse como precaución un emisor de ultrasonidos que supuestamente los espanta. También es accionado mediante el correspondiente interruptor en el frontal del panel de control.

Como veis, todo está centralizado en este panel.
Y esto simplifica las cosas.

El panel, cuando no se va a utilizar por una larga temporada (no lo utilizo desde octubre hasta junio inclusives) es aconsejable cubrirlo con un plástico para protegerlo.

Biodiesel casero. Filtrado y envasado final.

2012-01-03T17:16:00.000-08:00

4.10 Filtrado y envasado

En la operación anterior sometimos al BD a un calentón para deshidratarlo. Hace unas 7 horas apagamos la resistencia calefactora del tanque de lavado, y lentamente desciende su temperatura. Ahora está mas o menos a 40-45 ºC. Podríamos dejarlo enfriar como mucho, a 35 ºC. No podemos dejar que se enfríe mas. Hay que envasar para evitar que el BD vuelva a absorber agua de la atmósfera, lo que comprometería su capacidad de conservación.

Para envasar se debe usar un recipiente homologado y no la primera cosa que encontremos por ahí, o nos podemos encontrar con la sorpresa de ver el BD desparramado por el suelo y los envases con un agujero. El BD es bastante disolvente para muchos plásticos. Debemos usar recipientes de plástico "polietileno de alta densidad" que tiene rotulado un triángulo con el número 2 en su interior. Las garrafas en que venden el metanol resultan ser ideales, por lo que no las tiro cuando gasto el metanol. Las guardo para almacenar el BD. Son de 25 litros.

También valdrían bidones de acero inoxidable pero ni me he molestado en saber lo que cuestan, que seguro que cuestan un dineral.

El BD, ya hemos dicho, tenemos que envasarlo tibio para evitar que capte humedad de la atmósfera. Las garrafas se han de llenar lo máximo posible dejando poca o ninguna camara de aire. Lo mismo que un buen vino, esa camara de aire terminará por estropear el BD. El tapón se debe cerrar firmemente y debe ser hermético (los tapones de las garrafas de metanol lo son). Debemos situar las garrafas donde no reciban las inclemencias del tiempo para aumentar su poder de conservación.

Esto de la conservación es importante, al menos para un servidor. Yo no estoy haciendo BD todo el año. Lo hago en verano que es cuando el calor ayuda a su elaboración. Pero hago más que el que consumo. El excedente lo almaceno para gastarlo en otoño-invierno-primavera. Como hablamos de más de 6 meses de almacenaje, las condiciones de ese almacenaje deben ser correctas. Y se trata simplemente de lo dicho hasta aquí. No hay mas misterio.

Referente a la seguridad de tener el BD almacenado, se recuerda por enésima vez que la inflamabilidad del BD es la misma que la del aceite de girasol, maiz, oliva, etc.

Procedimiento:

La operación se centra en el tanque de lavado(11), que ahora contiene el BD lavado, deshidratado y listo. La válvula (1) de desagüe debe estar cerrada en todo momento por supuesto. La válvula (3) también estará cerrada hasta el momento de comenzar a envasar en cuyo caso la abriremos. Observar la "T" (2) en la base del tanque que nos permite tener las dos válvulas adosadas. Esta "T" va soldada al tanque.

Desde la válvula (3) sale una tubería flexible de silicona hasta la entrada (5) del filtro (6) a cuya salida (7) hemos puesto otra tubería de silicona (8) que se introduce en el bidón a llenar (9).

El filtro (6) es un filtro de gasoil convencional. Por mucho cuidado que hayamos tenido en el proceso es posible que no se hayan eliminado todas las impurezas, tanto las que ya llevaba el aceite como las que se hayan podido incorporar durante el proceso. La función de este filtro es en el último paso, al final, eliminar estas impurezas. Valga también saber que todo coche cuenta con sus propios filtros.

Otros elementos en la foto son:

(10): Cubeta del todo a cien, para recoger el goteo que sale del filtro. (Sólo cuando estoy envasando). Ninguna parte de la instalación gotea lo más mínimo, pero el filtro gotea un poco. A pesar de ser nuevo gotea, y no son las uniones de las tuberías. Tampoco viene mal. Ese BD que gotea no lo puedo echar al coche, pues no ha pasado por el filtro y coge impurezas al caer a la cubeta, pero lo guardo en una botella y sirve para quemar en antorchas. De paso, evito que ese goteo me ensucie el suelo. Mi norma en esto es no manchar el suelo ni nada, mi objetivo es: Manchas CERO.

(12): Es un simple cubo. El que usaba para tirar el agua de los lavados. Ahí esta. Ahora mismo no cumple ninguna función. Simplemente, ese es su sitio. Si hubiera alguna fuga los primeros litros los recogería ese cubo. Por eso es ése su sitio.

Al abrir la válvula (3) veremos que de la tubería (8) cae al bidón (9) un chorro de BD que debe tener un aspecto límpido y transparente. Si no hemos puesto ningún dispositivo especial que nos avise de que el bidón se ha llenado (en mi caso no) tendremos que estar pendientes pues de lo contrario el bidón se llenará y se desbordará. Doble fastidio: Perdemos BD y ponemos el suelo perdido.

Cuando el bidón esté a punto de llenarse entonces debemos prestar atención: Justo un poco antes de llenarse cerraremos la válvula (3) para cortar la salida de BD. Cerramos bien el bidón y ponemos la manguera (8) en otro bidón vacio para comenzar a llenarlo. Debemos tener siempre a mano el bidón vacio en vez de tener que ir a buscarlo, así evitaremos que se derrame algo de Bd. De todos modos, para eso está la cubeta (10): Para que no caiga al suelo ni una gota.

Si tenemos 150 litros de BD llenaremos seis garrafas o bidones de 25 litros. Es posible que el último de esos seis bidones no se llene completamente. Es normal: Habremos perdido algo en generación de jabones cuando hicimos las trans.

En algún momento del envasado hay que tomar una muestra para ver su aspecto y también para guardarla. Simplemente tomo la manguera (8) y lleno un tarro de cristal (limpio) con BD, bien lleno. Vuelvo a poner la manguera en el bidón y cierro bien el frasco. En esta operación es posible que haga falta operar la válvula (3) para cerrar/abrir la salida de BD. El BD contenido en ese frasco debe ser totalmente transparente, nada turbio ni nebuloso. Y de tonalidad cuanto más amarilla mejor.

Si nos fijamos en el montaje de la imagen veremos que el BD, al principio, sigue el camino que le hemos marcado por simple gravedad. Pero a medida que vaciamos el tanque la presión será menor y al BD le cuesta sobretodo pasar a través del filtro. Vemos que por la manguera (8) cae al bidón de envasado (9) un hilillo de BD y así tardaremos una eternidad. Y entonces hay que ayudarle. Yo en realidad le ayudo desde el principio, desde el envasado del primer bidón.

No pongo imagen porque creo que se entenderá. Se trata de, mediante un motor de frigorífico o nevera, inyectar presión en el tanque de lavado. Esto hará que el BD salga con más fuerza y atraviese el filtro sin dificultades saliendo un chorro aceptablemente grueso de BD. Aún así, un bidón de 25 litros puede llevar 20 minutos el llenarlo.

Está claro que a la hora de envasar debemos cerrar la tapa del tanque de lavado, que hasta ahora estaba abierta para que se evaporase el agua en la fase de deshidratado. En la cima del tanque de lavado hay una válvula con su correspondiente espiga. La salida de presión del motor de frigorífico se conecta mediante una manguera flexible de silicona a la espiga en la cima del tanque de lavado. Al hacer funcionar el motor el aire insuflado al interior del tanque de lavado incrementará la presión que hará que el BD salga con fuerza suficiente.

La tapadera del tanque de lavado abre hacia afuera. Esto quiere decir que en caso de vacio la tapadera sellaría perfectamente, pero no en caso de presión. Veremos que apenas se construye un poco de presión en el interior del tanque comienza a fugarse la presión por la tapadera. No hay mal que por bien no venga: No necesitamos mas presión, y una presión excesiva sobretodo en caso de distracción podría suponer una avería grave en el tanque e incluso una explosión. Asi que el hecho de que el cierre no sea perfecto es mejor para nosotros. Basta con dejar operando el motor todo el tiempo que dure el envasado. Si vemos que el motor se calienta mucho, lo hacemos funcionar un minuto y lo paramos cinco.

No está de mas poner un manómetro (y un termómetro) en el tanque de lavado, lo mismo que en el tanque reactor.

Cuando hayamos envasado todo el BD haremos las siguientes operaciones:

1) Paramos el motor de nevera compresor si es que estaba funcionando.

2) Si vemos el montaje de válvulas es fácil comprender que una pequeña parte de BD no pasará por el filtro sino que se quedará en el tanque de lavado, otra pequeña parte de BD se quedará en el propio filtro así como en las tuberías. Es decir, entre pitos y flautas podemos tener un litro o más de BD que no va a pasar por el filtro. Ese BD no va a ser envasado (yo no lo daría por apto) pero si vale perfectamente para quemar en una antorcha tipo hawaiano. Abrimos la válvula 1 de desagüe y veremos como cae una pequeña cantidad de BD. Todavía caerá un poco más del que está impregnado en las paredes del tanque. Y todavía podemos recuperar un poco mas de las tuberías y el propio filtro. Y esto no lo hago solo por recuperar un chorro de BD (no es por tacañería) sino por dejar lo mas limpio posible el circuito de filtrado en vistas al próximo uso: En la manguera (8) pongo un boligrafo bic (sin la mina) y soplo. Las dos válvulas (1) y (3) deben estar abiertas. Entonces se ve caer al cubo (12) algo de BD.

3) Una vez que filtro y tuberías estan mas o menos "purgados" o limpios, desprovistos de BD, cojo la tubería (8) y le pongo en el extremo algo a modo de tapón para evitar que se metan objetos extraños o insectos en su interior. También quito la tubería (4) de la válvula (3) y le pongo asímismo otro tapón.

4) Junto el BD recogido en el cubo (12) con el que haya caido en la cubeta (10) y lo envaso en una botella o bidoncillo para posible uso en una antorcha de mecha. El BD arde estupendamente bien en estas antorchas sin tirar humo ninguno. A lo sumo puedes recolectar un litro o litro y medio, pero algo es algo. ¡¡¡Aquí no se tira nada!!!

5) Ahora hay que lavar (por dentro) el tanque de lavado que ya está vacío, pero contiene algo de jabón pegado en sus paredes y es importante quitarlo. Cerramos todas las válvulas de este tanque excepto la 1 de desagüe que dejaremos completamente abierta. Ponemos un cubo debajo. También puede ser buena idea poner una canaleta bajo esta válvula y dirigir dicha canaleta a un sumidor. Le ponemos a una manguera convencional de jardín una boquilla para obtener un chorro fino pero rápido y violento. Con este chorro iremos limpiando las paredes internas del tanque de lavado. Veremos como en el cubo se recolecta agua jabonosa. Lavaremos hasta que el agua salga limpia. Si usamos una canaleta lavaremos de una vez. Si usamos el cubo habrá que cortar el lavado para tirar el cubo y ponerlo nuevamente vacio, y así hasta unas 10-12 veces típicamente porque con un sólo cubo no habremos limpiado el tanque.

Los bidones con BD los pongo en hilera en un lateral de la cochera. No los pongo directamente sobre el suelo, sino sobre tiras de cartón que recorto de embalajes para evitar que los bidones manchen el suelo.

Perdón por la foto movida y de mala calidad, pero creo que se ve de lo que se trata. Las reservas estratégicas de BD:

Para repostar, se introduce en la toma del coche un accesorio en forma de cuerno y dentro de éste un buen embudo. Hay que procurar que el embudo esté lo más vertical posible. Garrafa a pulso iremos echando combustible. Recomiendo echar garrafas completas para evitar el inconveniente de dejar bidones a medio.

Biodiesel casero. Deshidratación y Desmetanolizado.

2012-01-03T17:05:00.000-08:00

4.9 Deshidratacion y desmetanolizado

Ya casi estamos llegando. Este es el penúltimo paso para terminar. El siguiente y ultimo es el envasado. Y ambos son facilitos.

Se supone que ya hemos lavado el BD como se expone en 4.8

Uno de los estándares que debe cumplir un buen BD es la ausencia de agua y metanol. El agua puede favorecer que surgan microorganismos en el almacenaje, recordemos que este combustible es "bio". Y el metanol es un disolvente y debe ser removido.

En este paso de deshidratación y desmetanolizado vamos a extraer del BD cualquier resto de agua y metanol. La verdad, es que metanol debe quedar ya muy poquito por no decir nada, después de 3-4 lavados que han durado varios dias. En cuanto al agua, de ésa si habrá un poco, pues aunque tras el último lavado hemos tirado el agua por la valvula del desagüe del tanque de lavado, siempre queda una ínfima cantidad en suspensión en el BD. No importa que el agua sea mas pesada que el BD y tienda a ir al fondo del tanque por gravedad. Siempre hay una pequeña cantidad de agua que no se posa o tardaría semanas o meses en posarse. Y luego está el hecho de que hay un tráfico constante de humedad desde la atmósfera hacia el BD (o viceversa) en función de la humedad relativa de la atmósfera.

Vamos a someter el BD a un "calentón" breve para, por un lado sacar todo vestigio de agua, y por otro lado, impedir que entre agua atmosférica (vapor de agua) al BD. No es necesario calentar excesivamente el BD. Hay quien lo somete hasta a 130ºC. No es necesario tal derroche, además de que si nos pasamos con la temperatura el BD puede descomponerse, y eso sin contar con los vapores que se originan.

Será suficiente con calentar lentamente hasta llevar a unos 60ºC, y en ese momento, retirar la fuente de calor y dejar enfriar lentamente.

Para este fin, el tanque de lavado, al igual que los otros dos tanques, también tiene una resistencia eléctrica de 2Kw sumergible embutida para calentar el BD. Esta resistencia tampoco va directamente a 220V sino que le intercalo un regulador electrónico para 4Kw que se vende en las tiendas de electrónica como kit. No me gusta poner las resistencias a 220 V de modo fijo. Prefiero poder regular la tensión que les envío, y de esa manera tengo mas control.

Lo primero de todo y muy importante: La tapadera del tanque de lavado tiene que permanecer en todo momento abierta durante esta fase de deshidratado para que se evapore todo lo evaporable: Metanol y, sobre todo, agua.

Para iniciar esta fase (deshidratado y desmetanolizado) pongo en marcha la resistencia calefactora, a unos 170 voltios. El BD comienza a calentarse. Ocurre que el BD, cuando se calienta, como todo fluido, tiende a ascender, de manera que observareis que el tanque toma la máxima temperatura a altura de la superficie del BD. A medida que con la simple mano "tomais la temperarura" en distintas partes del tanque vereis que conforme bajais, la temperatura también baja. Y se da un hecho que no es nada bueno: En la parte mas baja del tanque el BD no se calienta en absoluto. Es decir, por debajo de la resistencia eléctrica el BD no se calienta.

Podría decirse que la solución está en poner la resistencia en la parte más baja del tanque, pero ello no es posible. La resistencia tiene casi medio metro de larga, y se recuerda que el fondo del tanque es cónico, no plano. Asi que por muy baja que se ponga la resistencia no podrá llegarse al fondo mismo del tanque.

La solución es poner la piedra aireadora de los lavados con el método de la burbuja. Por supuesto sin poner nada de agua al tanque. La función de la piedra aireadora no es ahora el lavar el BD, sino el crear una pequeña corriente vertical ascendente de BD de manera que ahora el calor se reparte uniformemente por todo el tanque. La bomba del aireador la pondremos al mínimo: Bastará con que veamos salir burbujas en la superficie.

Esto anterior es muy importante. Si no lo hacemos tendremos dos problemas:

1. El BD de la parte baja del reactor no se deshidratará, pues permanecerá frio por muy caliente que esté la parte superior del tanque. Increíble pero cierto. Hay que verlo para creerlo: ¿cómo es posible que un tanque metálico (y por tanto, conductor del calor) está "que quema" en su parte superior, y helado en su parte inferior? Pues así son las cosas...

2. La resistencia comunica el calor al BD que está en contacto con ella, al elevar su temperatura se genera una corriente vertical convectiva, pero si esa corriente es lenta el BD puede verse momentáneamente sometido a una temperatura excesiva, y puede ver mermada su calidad. Es por esto que recomiendo airear el BD con la piedra de los lavados y también por esta misma razón pongo la resistencia -con el regulador- a 170V y no a 220V

Cuando el tanque ha adquirido una temperatura de unos 60ºC, (lo que puede llevar mas de cuatro horas) entonces dejo de enviar tensión a la resistencia (la desconecto) y también apago la bomba aireadora y extraigo la piedra aireadora del tanque. Dejo todo quieto hasta la mañana siguiente.

El tanque se queda toda la noche destapado evaporando el agua poco a poco. Sus 60ºC impiden que entre agua atmosférica. Los 150 litros de BD y el propio tanque tardan mucho en enfriarse porque aunque 60ºC no son muchos grados, la cantidad de materia puesta en juego es importante. A la mañana siguiente, podemos encontrarnos con que el BD sólo ha bajado 15ºC su temperatura y estar a 45ºC.

Ya tenemos el BD totalmente terminado y listo para ponerlo en el depósito de nuestro coche o en la caldera de nuestra calefacción a gasoil. El próximo paso es el envasado. En realidad el envasado consta de dos pasos simultáneos: El propio envasado y un filtrado previo.

Estas dos acciones, el deshidratado y el envasado son dos acciones que se deben hacer inmediatamente, una detrás de la otra. Si no podemos deshidratar hoy, pues deshidratamos mañana...o pasado. Pero si deshidratamos hoy, tenemos que envasar mañana. La razón: Si después de deshidratado dejamos el BD en el tanque, volverá a captar humedad de la atmósfera y no habremos hecho nada. Otra cosa: La fase de los lavados según se describe en el punto anterior 4.8 se puede hacer con lluvias o tiempo húmedo, pero el deshidratado es mejor hacerlo en un día seco y soleado por razones obvias.

Biodiesel casero. Lavado.

2012-01-03T17:04:00.000-08:00

8 Lavado

Hemos sometido el aceite a dos trans con su decantación correspondiente de la glicerina. Ahora ya no es aceite, es BD. Pero aún quedan impurezas que hay que retirar. Para eso lo someteremos a la fase de lavado. Me veo obligado a organizar en varios puntos el lavado para mejor comprensión y no liarme yo.

4.8.1. Operación de trasvase del reactor --> tanque de lavado.
4.8.2. Porqué lavar
4.8.3. Que es lo que lavamos
4.8.4. El "coco" de los biodieseleros: La formación de emulsiones
4.8.5. ¿Neutralizar con ácido? Mejor que no.
4.8.6. Lavado con el método de la niebla
4.8.7. Lavado con el método de la burbuja de la Universidad de Idaho

4.8.1. Operación de trasvase del reactor --> tanque de lavado.

El lavado no lo haremos en el tanque reactor. Es mejor tener un tanque específico para el lavado. Por dos razones:

1. Recordemos que en la reacción no debe entrar ni una gota de agua. Si usamos el reactor para lavados, podemos -de alguna manera- introducir agua en el proceso de trans del siguiente lote, y estariamos perdidos generando jabón en lugar de BD. La ultima operación en el tanque de lavado y una vez que hemos envasado el BD (es decir, con el tanque vacío) es lavar el tanque por dentro con una manguera y chorro de agua a presión para eliminar restos de jabón en las paredes. No estariamos seguros que el tanque está completamente seco antes de empezar otra trans con otro lote.

2. El tener otro tanque para lavado nos permite iniciar otro lote cuando estamos lavando el anterior, nos permite solapar dos lotes en el tiempo, lo que significa mayor capacidad de producción o producir lo mismo en menos tiempo.

Para trasvasar desde el tanque reactor al tanque de lavado usaremos exactamente la misma bomba que usábamos para la agitación mecánica en la fase de trans. No es necesaria una segunda bomba. Simplemente actuamos sobre tres válvulas y cambiamos el recorrido del BD. Ver la foto:

Lo único que hay que hacer es cerrar la válvula (12) y abrir las válvulas (14) y (16). Ahora la bomba coge el BD de la parte baja del reactor (11) y lo envía a una "T" (13), pero en vez de reinyectarlo en la parte alta del reactor, lo que hace es derivarlo por medio de la tubería (15) al tanque de lavado (17).

También debemos verificar que:
- Haya abierta una o más válvulas de la cima del reactor para que a medida que salga el BD pueda entrar aire para equilibrar presiones.
- La válvula de la parte baja (desagüe) del tanque de lavado está cerrada.
- La tapadera del tanque de lavado está cerrada, para evitar salpicaduras.

Accionamos la bomba agitadora y el trasvase comienza inmediatamente.
Debemos estar pendientes de cuando todo el contenido se haya trasvasado y parar inmediatamente la bomba. No es nada bueno que esta bomba funcione en vacío: Puede romperse, y bastan unos pocos segundos.

Siempre queda un poco de BD en el tanque reactor que no se ha trasvasado por medio de la bomba al tanque de lavado. Es normal. Podemos recuperarlo poniendo un cubo limpio bajo el reactor y abriendo la válvula veremos caer uno o dos litros de BD que verteremos con cuidado en el tanque de lavado.

Ahora, cerramos la válvula de entrada del tanque de lavado.
Las válvulas que abrimos en el tanque reactor las cerramos todas.

4.8.2. Porqué lavar?

Un buen BD tiene que cumplir unos estándares. Algunos de estos estándares son parámetros físicos, como la densidad, la viscosidad o el punto de inflamación (flashpoint), otros son relativos al contenido de sustancias indeseables, como restos de KOH, metanol, glicerina, jabones...

El lavado pretende eliminar todas esas impurezas haciendo entrar de lleno a nuestro BD en la categoría de "apto". En otro post veremos como podemos hacer un "análisis" de nuestro BD para determinar si es apto. Un análisis oficial y convencional estaría fuera del alcance del usuario medio. Y el análisis casero que propongo no por casero significa que sea poco estricto, y hay una o dos pruebas que son concluyentes y determinantes como se verá.

4.8.3. Que es lo que lavamos?

Bueno, lavamos el BD, pero lo que pretendemos sacar fuera es:

- Restos del catalizador (NaOH)
La mayoría del NaOH se fue con la fase de la glicerina, pero en la fase del BD queda todavía NaOH en cantidad suficiente como para hacerlo cáustico. El NaOH es mucho más soluble en agua que en el BD, así que irá fuera sin problemas.

- Restos del metanol
Lo mismo que el NaOH, la mayoría de metanol se fue con la fase de glicerina, pero aún queda suficiente metanol en el BD para, primero: Hacerlo suceptible de inflamación (no es todavía este BD tan seguro como el BD terminado, sin metanol), segundo: Hacerlo tóxico al menos por inhalación y tercero: El metanol será buen combustible para los coches de carreras, pero no para un coche de serie. El metanol tiene mas afinidad por el agua que por el BD. También se irá por los lavados, además de por evaporación.

- Glicerina.
La poca glicerina que no decantó en su momento se irá también con el agua por su mayor solubilidad en agua que en el biodiesel, así como por su mayor densidad -respecto del propio bioD y del agua- que hará que tienda a caer al fondo del depósito.

- Jabones. Por mucho cuidado que se ponga en no dejar que ninguna agua se cuele en el proceso, alguna se colará. A causa de esto, la formación de una pequeña cantidad de jabón es inevitable.

4.8.4. El "coco" de los biodieseleros: La formación de emulsiones

El componente anterior (jabón) es el causante de esto: La pequeña (o no tan pequeña) cantidad de jabón que se forma en la trans. Depende del cuidado que hayamos tenido. Pero aunque hayamos tenido un cuidado exquisito es inevitable que haya una mínima cantidad de agua que formará una mínima cantidad de jabón. En la fase de trans esto no es ningún problema, pero en la fase de lavados podemos tener problemas. Y grandes problemas.

Para lavar el BD hay que añadir agua. Entonces tenemos -entre otros-, tres componentes: BioD, agua y la pequeña cantidad de jabón de la que hablábamos antes. Estos tres componentes, si son sometidos a la menor agitación mecánica formarán una emulsión, que es una mezcla donde los tres componentes están intimamente ligados no separándose sino es dejando pasar mucho tiempo o sometiendo la mezcla a algún procedimiento físico o químico. Un ejemplo de emulsión es la salsa mahonesa.

Otra forma de ver una emulsión es poner en un tarro de vidrio un poco de aceite y un poco de agua. Cerramos el frasco. Agitamos enérgicamente. Al dejar el frasco en reposo veremos que aceite y agua se separan rápidamente debido a sus distintas densidades. El aceite arriba y el agua abajo. No se ha generado emulsión: Se separan rápidamente en cuestión de segundos. Ahora echad unas gotas de lavavajillas dentro del frasco, tapadlo y volved a agitarlo. Vereis que el aceite y el agua ya no se separan tan rápidamente: El jabón ha formado una emusión con el aceite y con el agua.

Exactamente lo mismo nos pasará con nuestro BD si al lavarlo lo sometemos a la más mínima agitación mecánica. Y verter un chorro de agua aunque sea con cuidado es más que suficiente agitación mecánica como para formar una severa emulsión. Si se forma una emulsión, aquello parecerá sopa de pollo, con apariencia de ser muy espeso, muy gelatinoso, con un color naranja o rojizo que nada recuerda al BD.

Es muy sencillo saber si hay o no hay emulsión: Un BD no emulsionado es transparente, sin embargo cuando abres la tapa del tanque de lavado -debido a las condiciones de luz dentro del tanque- ves su superficie muy oscura. Pero si el BD está emulsionado no habrá margen para la duda: Tendrá un fuerte color rojo o naranja y tendrá la apariencia de sopa o crema, aparentando ser espeso y gelatinoso. Esto es lo que hay que evitar. Y si ocurre, puede llevarnos varios dias, incluso semanas, el revertir esa emulsión gastando no sólo tiempo, sino también energía, pues aplicar calor es una forma de romper eficazmente las emulsiones.

El "lavado" en realidad son varios "lavados", porque son hasta 3 y 4 lavados los que hay que realizar. El primero de esos lavados es el más crítico, porque ahora está en el BD todo el jabón que pueda haberse formado, y el riesgo de emulsión es ahora máximo. Hay que lavar sin hacer agitación mecánica en el BD. A medida que vayamos haciendo lavados habrá menos jabón y la probabilidad de emulsión decrece, lo que nos permitirá hacer lavados con más vigor (o con menos cuidado). Con este fin, los primeros lavados se hacen con el método de la niebla, mientras que los últimos lavados (mas enérgicos) se hacen con el método de la burbuja de la Universidad de Idaho. Se verá mas adelante en 4.8.6 y en 4.8.7

4.8.5. ¿Neutralizar con ácido? Mejor no.

Viendo la abundante literatura sobre BD se percata uno de que hay biodieseleros que hacen una neutralización en el primer lavado del BD, mientras que hay otros (entre los que me cuento) que no hacen esa fase de neutralización.

Lo pongo en negrita lo del primer lavado porque, de hacerse la neutralización, se debe hacer en el primer lavado.

La neutralización consiste en, mediante la adición de un ácido, normalmente ácido fosfórico 85%, eliminar los jabones que se hayan podido formar disminuyendo así las posibilidades de que se forme la tan temida emulsión.

Ese ácido se disuelve en el agua con la que se va a hacer el primer lavado. El ácido reacciona con el jabón revirtiéndolo a sus componentes originales: El álcali (en nuestro caso NaOH) y....ácidos grasos. Pero esto origina un nuevo problema: Vale que el NaOH se irá con los lavados porque tiene mucha afinidad con el agua, pero no así los ácidos grasos, que no sólo son muy solubles en el BD, sino que no son nada solubles en el agua de los lavados, por lo que permanecerán en el BD. Y esto sacará a nuestro BD de la categoría de "apto", pues un BD con ácidos grasos atacará a la larga al motor que lo utilice. Pobre BD.

Sinceramente creo que la neutralización con ácido mas que solucionar un problema (formación de emulsiones) lo que hace es enmascarar un BD con demasiados jabones, mal hecho.

En contraposición a la costumbre de neutralizar con ácido, creo -por experiencia probada durante más de seis años-, que lo mejor es, primero,hacer un buen BD con el mínimo de jabón. Después, no temerle tanto a las emulsiones y usar un método de lavado en el primer lavado que:

Arrastra hacia abajo el jabón como si de un émbolo virtual se tratara. Esto lo he podido comprobar no en el tanque que es de acero opaco, sino a pequeña escala en un tarro de 4 litros. Es asombroso ver como la fina niebla de agua vertida sobre dicho tarro parece un "émbolo químico" que a medida que cae lentamente por gravedad a través del BD, va dejando a su paso un BD claro y limpio sin emulsión ninguna.

Soy de la escuela de no neutralizar por varias razones:

1. La razón apuntada anteriormente: Que se generan ácidos grasos imposibles de quitar del BD. Mejor: Hacer bien el BD y lavar con cuidado.
2. El ácido fosfórico tiene un coste, y no deja de ser una sustancia más a lidiar con ella, siendo obviamente peligrosa.
3. Un nuevo proceso o paso más. Más complicaciones.
4. El parámetro "número ácido" del BD puede incrementarse lo que implica mayor numero de lavados (mas gasto de tiempo, energía y agua) o tener riesgo de un BD que no cumple la norma.
5. La vida del equipo puede acortarse por la acción del ácido aunque vaya muy diluido.

Confieso que hubo una época en que yo si neutralizaba el BD con ácido fosfórico 85%, pero eso fue en los inicios, con el reactor de 35 litros y, efectivamente, no se producía emulsión a pesar de que entonces yo no usaba método de la niebla sino el de la burbuja, bastante enérgico y que provoca emulsión con facilidad si se usa en el primer lavado.

Pero aquél BD probablemente no cumplía la norma. Cuando sometía un tarro de cristal lleno de aquél BD a la "espectrografía casera" el contenido (indeseable) de ácidos grasos así como de mono-di- y tri-glicéridos era mayor a lo deseable. Eso se puede ver haciendo pasar una luz blanca a través de un frasco conteniendo el BD a analizar. Observar el color de la luz proyectada en una superficie también blanca. Cuanto más se aleje del amarillo peor es el BD. Si es naranja: regular, si es rojo: malo. Cuanto más vire al rojo el color, mayor será el contenido de gliceridos y/o ácidos grasos. Un buen BD tiene que dar una proyección de color amarillo.

Desde que dejé de neutralizar el BD con ácido (pero a cambio, lavándolo bien), ahora el BD es claramente amarillo no sólo su apariencia visual sino también la proyección de espectrografía casera, lo que denota poco o ningún contenido de acidos grasos ni mono-di o triglicéricos.

4.8.6. Lavado con el método de la niebla

Ya se ha dicho la importancia de lavar el BD con "cariño", especialmente el primer lavado. Sin provocar agitación mecánica, pues los posibles jabones están esperando, al acecho, para formar una fastidiosa emulsión. Para lavar el BD eficazmente sin formar emulsiones usaremos un atomizador. Ojo, no vale un pulverizador. Ni un aspersor. Tiene que ser un atomizador. A mi me costó bastante encontrarlo. No me refiero a dinero, me refiero a tiempo y kilómetros. Tuve que ir a parar a un gran distribuidor de productos para agricultura.

Son unos pequeños chismes del tamaño de un huevo de codorniz que nebulizan el agua tan, pero tan fino, que si lo tienes funcionando una hora sólo gastas 7.5 litros. Su uso normal es mantener un ambiente húmedo, por ejemplo me ha parecido verlos en parques donde se intenta recrear el ambiente de la parte baja de la selva tropical siempre con niebla. También pueden usarse para bajar notablemente la temperatura de las zonas tratadas con esta niebla, pues al ser la gota tan pequeña, evapora rápidamente, lo que produce frio.

Los hay de menos y de más caudal, pero este de 7.5 Litros/hora es correcto. De mas caudal ya podría formar emulsiones por la agitación mecánica (microgota más gruesa), mientras que de menos caudal el lavado llevaría mas tiempo.

Aquí se muestra una foto del montaje:

Se trata de "conectar" ese atomizador a una simple manguera de jardín que está conectada a un grifo. Tendremos que buscarnos la vida con espigas, reducciones, acoplamientos, etc, porque el diametro de la manguera es claramente superior al diametro del atomizador. Y es importante que este montaje sea seguro: Si se suelta algún elemento de este montaje, en vez de fina niebla saldrá un chorro de agua más o menos grande, y se formará emulsión. Y esto sin contar con que debido al mayor ritmo de ingreso de agua en el tanque, si no estamos pendientes y creemos que están cayendo 7.5 litros/hora (cuando a lo mejor están cayendo 700 litros/hora) cuando volvamos nos encontramos con que el tanque se ha llenado de agua. Pero lo malo es que el agua se va abajo por su mayor densidad mientras que el BD flota arriba, así es que tenedlo claro: En caso de desbordamiento, lo primero que se desborda es el preciado BioD. No se desbordará ni una gota de agua mientras quede una gota de BD en el tanque. Esto es una pequeña putada y a mí me ocurrió una vez. Afortunadamente mi despiste fue de unos minutos y no llegó a desbordarse completamente todo el BioD, solo perdí unos pocos litros.

Para lo anterior tengo un sistema de alarma bastante sui-géneris. Resulta que cuando abro el grifo del patio (donde tengo instalado el BD o de la terraza (huerto) en casa se oye un leve ruido debido a la vibración de la tubería. No es un ruido fuerte ni molesto, pero se oye. Sin embargo, cuando está funcionando el grifo del patio con el atomizador, el caudal es tan bajo (7.5 litros/hora) que no se produce ningún ruido. Pues bien: Si de pronto se oye el susodicho ruido ya sé que es lo que ha pasado: El montaje del atomizador se ha roto o soltado y ahora sale el agua a chorro. Para evitar que se forme emulsión en lo posible o que se desborde el tanque por el mayor ritmo con que ahora entra el agua, acudo raudo al BD a cerrar el grifo y susbanar la avería. Para evitar esto, mejor repasar y reparar antes de que se averíe. Lo que se suele romper es la goma de silicona que une atomizador con reducción, así que la cambio cada año de forma preventiva.

El lavado consiste en poner la manguera apoyada en el borde del tanque de lavado y dejar el atomizador dentro del tanque de lavado pero sin tocar el BD, luego cerramos la tapa para que la manguera se sujete y no caiga al suelo. Al abrir el grifo comenzará a caer una fina niebla que lentamente caerá sobre la superficie el BD sin producir agitación mecánica, y así no formamos emulsiones. Como el agua es mas densa que el BD comenzará a caer muy lentamente a través del tanque hasta llegar a la parte mas baja del mismo. En ese viaje el agua "secuestra" el jabón y lo lleva consigo también hasta el fondo del tanque.

El lavado con niebla dura unos dos dias, pero eso no significa que estemos 48 horas tirando agua o tengamos que estar sin dormir dos dias. Ni siquiera tenemos que estar pendientes todo el tiempo, pero si debemos estar "disponibles". Voy a poner un ejemplo cronológico de lavado con niebla.

Mejor elegir un día que tengamos varias horas libres. Por ejemplo, a las cuatro de la tarde empezamos:

1) Ponemos la manguera con el atomizador en el borde de la boca del tanque de lavado dejando dentro el atomizador, que debe quedar colgando mirando hacia la superficie el BD, no hacia las paredes del tanque. El atomizador no debe tocar el BD. En realidad, la superficie del BD queda dos o tres palmos por debajo del atomizador porque estos tanques, aunque están pensados para procesar 150 litros de BD tienen mayor capacidad: unos 250 litros. Así que el nivel del BD queda bastante por debajo de la cima del tanque.

2) Abrimos el grifo, pero lo justo para que oigamos que el agua comienza a salir. Mas presión no sirve para nada excepto para aumentar la posibilidad de que la unión atomizador-manguera se suelte.

3) Encendemos la resistencia eléctrica calefactora de 2Kw que este tanque de lavado también tiene. Como también funciona mediante regulador, la pondremos a mitad de potencia, a unos 120 voltios. La finalidad no es calentar excesivamente, sino solo mantener a unos 50ºC el BD que se está lavando. El porqué de esto es que el calor no sólo facilita el lavado sino que impide la formación de emulsiones. Unos pocos KwH valen menos de un euro y vamos a hacer 150 litros de combustible. Y nos ahorraremos problemas. Recomiendo esto de calentar a unos 50ºC mientras se lava con el método de la niebla. Luego, con el metodo de la burbuja no será necesario calentar. A lo largo de la tarde vigilaremos la temperatura y cuando alcance unos 50ºC entonces bajaremos el voltaje aplicado a la resistencia de 120 Voltios a unos 70-90 voltios. Ahora sólo tenemos que "mantener" esa temperatura.

4) Durante las próximas dos horas podemos dedicarnos a cualquier otra cosa que no sea el BD. Dejaremos caer la niebla que lavará el bioD.

5) A las dos horas ponemos un cubo bajo el tanque de lavado y abrimos la válvula de la parte mas baja: Comenzará a caer el agua de lavado totalmente repleta de impurezas. El agua sale blanca, como la leche. Lleva un montón de impurezas que ahora ya no están en el BD. Esta agua se puede tirar tranquilamente por el sumidero.

Saber cuando hay que cerrar el grifo para no tirar el BD ya no es tan sencillo como en el caso de la glicerina. La diferencia entre el chorro de agua y el chorro de BD no es tan clara, y mucho menos ahora, que el BD no está todavía completamente limpio y sufre de una ligera emulsión. Sin embargo hay un hecho que nos avisa de que ya no queda agua y va a comenzar a caer BD:

Llega un momento que en el cubo comienza a caer un liquido cremoso, pastoso. Sabemos que el agua se va abajo del tanque, y el BD flota arriba por la diferencia de densidades, el agua mas densa. Pero la separación entre ambas fases ahora no es clara: Hay una interfase mas o menos ancha de BD emulsionado. Y eso es lo que cae con apariencia de liquido cremoso y espeso.

Este producto es un poco puñetero, y yo os digo lo que hago, que también lo hacen muchos biodieseleros:

Hay gente que sencillamente tira este producto. No se complican la vida. Pero esa pequeña cantidad de BD emulsionado, si se deja reposar en un pequeño tanque o depósito aparte, termina por separarse, por romperse la emulsión, y entonces quedará: Agua con jabón abajo, y BD claro y limpio arriba. Pero esto puede necesitar una semana de reposo. Como no queremos parar nuestro proceso durante una semana, lo que hacemos es dejar aparte esta emulsión, sin prisa, para ser aprovechada no en este lote de BD, sino en el próximo lote. Esto es nadar y guardar la ropa: No paramos nuestro lote, y aprovechamos ese BD.

Cuando veo que comienza a salir este liquido cremoso, vacio el cubo de agua y recolecto esta "crema" y la pongo en el "tanque de emulsiones". Como su nombre indica, ahí irá todo lo que salga del tanque de lavado que sea sospechoso de contener BD. Si al final no aparece una capa de BD arriba, pues se tira todo. En caso contrario, se pueden recuperar en un lote de éstos hasta 10 litros de BD. No está mal.

6) Dejo aquello otras dos o tres horas más con el atomizador echando niebla y a unos 50ºC mas o menos. Mientras tanto, me puedo dedicar a otra cosa.

7) Nuevamente abrimos la válvula de la parte baja y recolectamos agua sucia. Si sale emulsión, al tanque de emulsiones. Cortamos cuando deja de salir emulsión porque entonces lo que sale ya es BD. Si se nos va el santo al cielo y sacamos sin querer BD, pues tenemos dos cosas a elegir: Vertemos otra vez al tanque de lavado el contenido del cubo. O bien lo vertemos al tanque de emulsiones.

Se supone que si empezamos a las 4 de la tarde serán ya cerca de las 20:30 horas. Todavía podemos, antes de acostarnos, dejar el atomizador funcionando otras tres horas.

8) Mas o menos a las once de la noche, cerramos el grifo, apagamos la resistencia calefactora, y volvemos a sacar el agua sucia. Ya es la tercera vez que sacamos agua de lavado. Ya se observa que no sale tan blanca, tan sucia.

9) A pesar de haber cerrado el grifo, todavía hay bastante agua en suspensión (mas de un cubo). Esperaremos mas o menos una hora a que se pose, y a eso de las doce de la noche volvemos a sacar el agua y, cuando comience a salir la emulsión, pues al tanque de emulsiones.

Al día siguiente, bien temprano, volvemos a abrir la válvula y saldrá una poca de agua, tras lo cual puede salir un poco de emulsión que verteremos al tanque de emulsiones.

Para evitar que el tanque de emulsiones se llene, pues es pequeño (unos 30 litros), abriremos también su válvula en la parte baja para tirar agua sucia y liberar espacio. No debemos temer tirar BD pues la parte mas baja de ese tanque de emulsiones pasadas 24 horas contendrá agua y jabones. De haber BD éste estará en la parte alta del depósito. Lo que desechemos de este tanque de emulsiones también lo podemos tirar por el sumidero sin problema.

10) Repetiremos las operaciones anteriores durante un segundo día. El agua del lavado debe salir limpia a la vista.

11) Un tercer día dejaremos todo en reposo, simplemente abriremos la válvula de abajo y comprobaremos que no sale emulsión. No podemos iniciar la segunda fase de lavados (con metodo de la burbuja) si aún quedan jabones. No podemos dedicarnos a "pasear" el jabón por el interior del tanque. Lo que limpiaremos con el método de la burbuja son trazas, cantidades ínfimas de productos. Lo "gordo" debemos quitarlo con el presente método de la niebla.

12) Cuando veamos que tras varias horas no sale emulsión si abrimos la válvula de desagüe, es momento de pasar a la siguiente fase de lavado, bastante menos absorbente en cuanto a atención por parte nuestra. Además, la posibilidad de formación de emulsiones es ya prácticamente nula: Ya hemos sacado la práctica totalidad del jabón fuera del BD.

4.8.7. Lavado con el método de la burbuja de la Universidad de Idaho

Se trata de meter en el tanque de lavado una cantidad de agua aproximadamente 1/3 del BD a lavar. No hay acuerdo en esto, unos dicen que 1/2, otros que 1/4. Yo me mantengo en medio: 1/3.

Esto equivale a unos 50 litros de agua. Pongo la manguera en el interior del tanque sin sumergirla en el BD, pero la pongo de manera que el chorro caiga no directamente sobre el BD sino por las paredes, de la misma manera que echamos cerveza en una copa o vaso. Aunque el riesgo de emulsión es mínimo no debemos tentar al diablo. El grifo lo abriremos mas bien poco. Nada de chorro basto. Si tenemos que estar 10 minutos para completar los 50 litros, pues estamos 10 minutos. Después, cerramos el grifo.

Ahora introducimos el montaje de la foto hasta que llegue al fondo del tanque. El otro extremo de la manguera va conectado a una bomba de las que suministran aire a los acuarios. No compreis la bomba barata que está basada en un motor con una excéntrica: Duran un rato. Comprad las que venden en las tiendas especializadas de mascotas y acuarios. Están basadas en un electroiman y son de operación contínua. Es muy raro que se rompan.

El montaje se lo hace uno mismo, o si se vende algo parecido pues se puede comprar. Este me lo he hecho yo: Es una simple tapa metálica a la que le he puesto una piedra de amolar, de venta en ferreterías. He sellado el borde de la tapa con la piedra con pegamento de dos componentes araldit versión "alta temperatura" que resiste el uso al que le vamos a destinar. En el centro de esa piedra ponemos una espiga de acero que también sellaremos con el mismo pegamento. Conectamos la manguera de silicona a esa espiga. Ahora, cuando la bomba mete aire por esa manguera las burbujas saldrán por la piedra que es porosa.

Esas burbujas de aire inician su subida desde el fondo del tanque, pero están recubiertas de una película de agua. Cuando la burbuja en su ascenso abandona la capa de agua y alcanza la fase del BD, hace una limpieza gracias a la película de agua que la rodea. Cuando la burbuja llega a la superficie del BD estalla como todas las burbujas. Pero la película de agua ya desprovista del sustento de la burbuja ahora inicia una caída hasta el fondo del tanque, pues el agua es mas densa que el BD. En este nuevo viaje descendente esa agua realiza una nueva limpieza. Es decir, hay un tráfico de agua que sube y baja que hace una auténtica limpieza del BD.

El burbujeo se debe mantener durante 12 horas. Después paramos la bomba, extraemos el montaje del burbujeo y dejamos todo quieto durante otras 12 horas. En esas 12 horas el agua que hay en el seno del BD se posará en el fondo del tanque. Entonces la tiramos abriendo la válvula de desagüe como hicimos en el anterior método de lavado. Ahora si es fácil ver cuando deja de caer agua y cae BD. Es preferible "perder" un poco de BD que dejar impurezas dentro del tanque. Por eso yo sigo desagüando hasta que veo BD cristalino y hermoso. Cuando estamos en el momento en que deja de caer agua y cae BD, por supuesto, la válvula la tendremos abierta solo un poquito, para que caiga un hilo. Si la abrimos a tope se nos pueden ir tres litros de BD en un santiamén.

La válvula se debe abrir a tope, sin miedo, al principio de desagüar. Hay cincuenta litros de agua y ya calcularemos cuando termina el agua y comienza a salir BD. En ese momento (un poco antes) abriremos la válvula de desagüe mucho menos.

Como antes, cualquier cantidad de BD que desagüemos por error o despiste, al tanque de emulsiones: Lo recuperaremos para el lote siguiente.

Pasadas otras 12 horas abriremos la válvula un poco y tiraremos el último resto de agua.

Entonces, repetimos el proceso: Añadimos 50 litros de agua, ponemos el montaje aireador durante 12 horas......

No basta con uno solo de estos lavados. Hay que realizar al menos tres, y yo recomiendo cuatro lavados. Cada uno de estos lavados se compone de dos fases: Burbujeo y reposo. El burbujeo suele durar 12 horas, y el reposo típicamente 24 horas. Como se vé, nos podemos meter en 8-10 días de proceso solo en los lavados, pero afortunadamente nuestra intervención será mínima. Se reduce a unos pocos minutos al día.

Tras el último lavado, nuestro BD está presto para ser envasado, pero antes lo someteremos a un proceso rápido y sencillo: El desmetanolizado y el deshidratado, parámetros que también son tenidos en cuenta en los estándares del BD, y además el deshidratado es fundamental para una buena conservación.

Añado este párrafo para comentar una modificación de este año 2011 en cuanto a los lavados por el método de la burbuja. Ahora no hago cuatro lavados, sino solo dos, con lo que acorto el tiempo de fabricación de un lote en practicamente cuatro-seis dias, que no está nada mal. La razón de esto es que ahora insisto más en el lavado con niebla. Los que lavais con niebla sabreis que al desaguar, hay una fase de emulsión entre el agua y el biodiesel (que vierto en el tanque de emulsiones). Pues bien, ahora insisto en el lavado por niebla un día o dos más hasta que apenas se produce emulsión entre la fase de agua y biodiesel. Solo entonces paso al lavado por burbujas.

Seguiremos con el "kaizen" o mejora contínua...

Biodiesel casero. Costes.

2012-01-03T16:58:00.001-08:00

Precio del coste del biodiesel casero.

Antes de proseguir con las últimas operaciones de la elaboración del BD me gustaría hacer unos breves números para determinar el precio real del BD hecho con este método. Vamos a hacer los cálculos para todo un lote de 150 litros. Iremos gasto por gasto:

- Aceite: 0. De momento lo ceden gentilmente. Tampoco quiero poner coste como desplazamiento el ir a recoger el aceite porque cuando voy a recogerlo resulta que "me pilla de paso" para hacer otra cosa, de modo que lo dicho: 0 euros

- Metanol: Un bidón de 25 litros de buen metanol me cuesta (y ha subido una barbaridad en un año) 25 euros.

- NaOH: Se gastan 1050 gramos. Si 1 Kg cuesta 1 euros, 1,050 que se utilizan para el lote de 150 litros costará: 1,05 euros.

- La electricidad que se gasta en: deshidratar el aceite, calentar el reactor en la segunda trans, la bomba de agitación (es de 375 w nada más), el calentamiento en fase de lavado y deshidratación final, la iluminación, etc. Aproximadamente 17 KwH x 0.09 euros resultan: 1,53 euros

- Agua. Entre los lavados de niebla (unos 80 litros), los cuatro lavados de burbuja (4 x 50 = 200 litros) mas el lavado posterior del tanque (otros 100 litros) pongamos 380 litros. Menos de medio metro cúbico. Unos 0.50 euros.

Ahora sumamos todo:
Metanol: 25 euros
KOH: 1,05 euros
Electricidad: 1,53 euros
Agua: 0,50 euros
TOTAL : 28,08 euros

Nota: Si destilamos la glicerina para recuperar el metanol sobrante obtenemos casi cuatro litros de metanol que están valorados en cuatro euros. Esto conlleva un gasto de electricidad de tan sólo dos KwH = 2 x 0.09 = 0.18 Euros. Dejemos el valor neto en cuatro euros. Ahora el precio del lote serían: 28,08 euros - 4 euros = 24,08

Eso es lo que costaría el lote de 150 litros de BD.

Si lo dividimos por 150 tendremos el coste por litro:

Sin recuperación del metanol:
28.08 / 150 = 0.19 euros cada litro de BD.

Con recuperación del metanol:
24,08 / 150 = 0,16 euros cada litro de BD.

Tampoco vamos a entrar a considerar el "ingreso" que supone aprovechar la glicerina como materia prima para hacer jabón.

Con lo que tenemos que, a los precios actuales, el litro de BD nos sale a 19 céntimos, redondeando: a 20 céntimos. Un depósito de 50 litros a 10 euros.

Biodiesel casero. 2ª extracción glicerina.

2012-01-03T16:55:00.002-08:00

4.7 Segunda decantación de glicerina

Aquí si que no hay diferencia respecto a la primera decantación. Todo igual: Dejamos reposar media hora hora y sacamos la glicerina. Luego, durante 2 horas, cada media hora veremos que sale mas glicerina. La cantidad de glicerina recolectada ahora es menor que en la primera decantación.

No he hablado hasta ahora de la cantidad de glicerina que se recoge y voy a hacerlo ahora. Es un asunto importante: Es un indicador de que el proceso ha ido bien. Si lo que sale no es glicerina, o sale en cantidad insuficiente, es que algo ha ido mal.

1. Si lo que sale no es glicerina:
Ya comenté que la glicerina, al salir por la válvula, cae en un chorro que parece inmóvil y sin ruido o con muy poco ruido. Y tiene un color marrón oscuro. Si lo que sale no tiene estas propiedades es que el proceso no se ha realizado correctamente.

2. Sí sale glicerina, pero en cantidad insuficiente
La cantidad de glicerina que debe salir está regida por las leyes estequiométricas de la química, que nos dicen en qué proporción actúan los productos en una reacción química. Sólo diré que para 150 litros de aceite convertidos a otros tantos 150 litros de biodiesel (mas los 25 litros de metóxido) debemos esperar recolectar unos 25 litros de glicerina.

Mas no podemos recolectar. Es imposible.
Pero si podemos recolectar menos, o mucho menos o incluso...nada.

Si la cantidad recolectada es sensiblemente menor a la citada (25 litros), es una clara señal de que no todo el aceite no se ha convertido en BD, y por lo tanto lo que tenemos ahora en el bidón no es BD, sino una mezcla de BD aceite(triglicéridos), diglicéridos y monoglicéridos. Esto es que ha habido una reacción defectuosa, incompleta. Si en vez de 25 litros de glicerina recogemos por ejemplo 14, no podemos seguir con ese lote. Habrá que re-procesarlo con otra "segunda" trans, que en realidad sería la "tercera".

Esto no debería ocurrir (a mí no me ha ocurrido nunca, toco madera) pero leyendo la literatura sobre el tema, sé que es un problema que se puede dar, sobretodo cuando se es principante). Pienso que si se hacen las cosas con cuidado ni siquiera a un principante debería ocurrirle. Será buena idea no comenzar a hacer lotes de 150 litros de BD. Para hacer las primeras pruebas es mejor hacer lotes pequeños. Los errores serán mas baratos. Si haces por ejemplo un reactor de pruebas de 4 litros, aplica la regla de tres a las proporciones de metanol y NaOH que aquí doy para 150 litros. Los tiempos no cambian, permanecen iguales independientemente de la cantidad de BD a hacer.

Resumiendo: Si recolectamos entre las dos decantaciones unos 25 litros de glicerina, es que el proceso ha ido bien. No pueden quedar en el BD ni trigliceridos ni diglicéridos ni monoglicéridos, pues la glicerina está toda fuera (25 litros).

Todavía queda lavar el BD y podemos meter la pata si no llevamos cuidado, pero ya tenemos el 80% de la partida ganada: Nuestro aceite se ha convertido en BD con una profundidad, con una eficacia de al menos un 95%, lo que corresponde a un buen BD.

Las causas mas frecuentes de una reacción incompleta o defectuosa son:

- Presencia de agua: En el aceite, en el metanol, en los recipientes (por haberlos lavado antes) o incluso humedad atmosférica en días húmedos y no tener cerrado el reactor.

- NaOH de mala calidad o echado a perder.
El NaOH hay que usarlo del 98% (mínimo) de pureza. Desconfiad si vale menos de 1 euro/Kg, a no ser que seais amigos de un fabricante noruego. Cerrad bien los frascos que queden a medio.

- Equivocarse en el pesaje del NaOH, o balanza defectuosa.

- Aceite demasiado "maltratado", demasiado refrito.

- Temperatura incorrecta de proceso. La buena es: 50º-55ºC

- Tiempo de agitación incorrecto, normalmente demasiado corto.

- El sistema de mezclado es inadecuado.

Biodiesel casero. 2ª Transesterificación.

2012-01-03T16:55:00.000-08:00

4.6 Segunda transesterificación

Ya hicimos la primera trans utilizando el 75% del metóxido, y también sacamos la glicerina producida. En el tanque reactor ahora mismo tenemos varias cosas, no sólo BD:

La mayor parte es BD, pero aún queda algo de aceite por convertir. También hay algo de metanol y de catalizador, pero no es suficiente: Utilizaremos el 25% por ciento de metóxido que reservamos para hacer la segunda y última trans.

La forma de hacer esta segunda trans es exactamente igual que la primera, lo único que cambia es que ahora utilizaremos menos cantidad de metóxido, concretamente el 25% del total, que reservamos en un bidón aparte.

Al principio, hacía la segunda trans pasadas 24 horas de la primera, tal y como describo en el post anterior, pero hace ya dos años que sólo dejo transcurrir unas 3 horas. Es decir, hago las dos trans en el mismo día. Con esto tenemos dos ventajas:

1. Acortamos el tiempo de fabricación de un lote en prácticamente un día.

2. No es necesario dejar 24 horas para que se pose la glicerina después de la primera trans. El 95% (como mínimo) se deposita transcurridas sólo 3 horas después de terminada la primera trans. Como consecuencia de esto, nos beneficiamos con el importante hecho de que el reactor y su contenido aún conservarán gran parte del calor por lo que no será necesario apenas aportar calor extra para hacer la segunda trans. Ahorro energético es esto. A lo sumo será suficiente con –al principio- activar sólo unos minutos la resistencia calefactora del reactor para llevar la temperatura a los 55º requeridos.

En la segunda trans actuaremos como en la primera:

Trasvasamos al reactor el 25% de metóxido que reservamos para esta segunda trans, ponemos en marcha la bomba mezcladora y dejamos pasar un tiempo entre una hora y una hora y media.

Vigilamos temperatura (debe estar entre 50 y 55ºC), la presión (o vacío) que se puedan generar, aliviando con la válvula en caso necesario.

Transcurrido el tiempo de trans, apagamos todo (bomba y resistencia calefactora) y pasada una media hora mas o menos, haremos la segunda decantación de la glicerina, en el siguiente punto.

Biodiesel casero. 1ª extracción glicerina

2012-01-03T16:54:00.000-08:00

4.5 Primer drenaje de la glicerina

Hemos hecho la primera trans y hemos dejado reposar todo durante una media hora. Se recuerda que la glicerina (bastante más densa que el BD) descansa posada en el fondo del reactor. Ahora vamos a sacar del reactor esa glicerina, que no debe estar presente en el BD por los dos motivos que ya conocemos:

1. Un BD con glicerina puede estropear el motor de nuestro coche.

2. Al sacar de escena la glicerina haremos que la ecuación siguiente se desplace a la derecha, es decir, haremos un BD de gran calidad.

aceite+metanol <===> glicerina+biodiesel

La operación de sacar la glicerina del reactor es muy sencilla:

1. Se observa que el reactor tiene la parte baja en forma cónica. Sería mucho más fácil y mas barato hacer un reactor con fondo plano, pero entonces parte de la glicerina quedaría en el fondo. Sin embargo, con un fondo cónico sacaremos hasta la ultima gota de glicerina.

2. Ponemos un recipiente para recolectar la glicerina. Observar que la parte baja del reactor termina en una válvula, que normalmente está cerrada. Al abrir la válvula comenzará a caer la glicerina. Antes de abrir esta válvula debemos abrir también la válvula de la cima del reactor (2) para que a medida que salga la glicerina del reactor entre aire al mismo y se equilibre la presión. Si no, el aire intentará entrar por la válvula de abajo produciendo agitación y "borbotones" en la glicerina mezclándose otra vez con el BD y esto es un inconveniente, pues precisamente dejamos reposar todo durante media hora para que se separen glicerina y BD.

3. Observar que en la foto se ve un simple cubo como recipiente, pero yo no utilizo ese cubo como recipiente para la glicerina. Utilizo la olla "pronto" de 14 litros que se ve en la foto general. Después utilizo esa olla como recipiente para recuperar -mediante destilación- el metanol sobrante que se encuentra mayormente en la glicerina. Luego hablaré de esto porque la destilación y recuperación del metanol es opcional.

4. Abrimos la válvula y comienza a caer la glicerina. Ahora viene la pregunta: ¿Cuándo debo cerrar la válvula para que una vez que haya salido la glicerina no se salga también el BD? ¿como sé que lo que está cayendo es glicerina y no BD?. Muy sencillo:

Lo primero: No abráis la válvula a tope, abridla sólo hasta la mitad (o menos). La glicerina cae en un chorro que parece inmóvil, parece congelado. Parece una fotografía. No hace ruido al caer. Y tiene un color bastante oscuro.

El momento en que ha salido toda la glicerina y comienza a caer BD es fácilmente renonocible y entonces debemos cerrar la válvula para no desperdiciar BD: El chorro que cae ahora si se mueve y no parece inmóvil, hace ruido y tiene un color bastante mas claro. El cambio en la apariencia del chorro que cae es tan notorio y tan poco sutil que sabréis -a la primera- cuando debéis cerrar la válvula.

Bueno, ya hemos sacado bastante glicerina. Pero ocurre que aún hay una buena fracción de glicerina que todavía no se ha posado. Además, en las paredes del tanque quedará adherida un poco de glicerina que todavía no ha resbalado al fondo del tanque. Estaremos las siguientes dos horas sacando glicerina cada media hora aproximadamente. Después, dejaremos todo en reposo unas 20 horas más (para completar 24 h de reposo). Y repetiremos nuevamente la operación de recolectar glicerina. Veremos que sale bastante menos cantidad pero debemos sacarla. Sólo después de 24 h de reposo podemos emprender la segunda trans. No hay ningún problema de dejar no 24 h sino 36, o 48 h. El problema sería dejar menos de 24 h.

Entre la primera trans y la segunda trans deben transcurrir al menos 24 h, sacando la glicerina que pudiera haberse posado justo antes de comenzar la segunda trans.

La razón de sacar la glicerina transcurridas sólo tres horas desde que terminamos la primera trans es que el 80% de la glicerina se posa en esas primeras tres horas, y todavía hay mas: aprovechamos que el reactor y su contenido aún están bastante calientes. Con esto tenemos dos grandes ventajas:

1. La glicerina está bastante fluida al estar caliente y su salida del reactor es más fácil. Aprovecho esto para decir porqué es mejor hacerBD en verano que en invierno. La glicerina de por sí es bastante más densa que el BD. Tiene una densidad de aproximadamente 1.5. Pero no sólo eso: a 25ºC la glicerina ya está en un estado pastoso muy viscoso que hace muy difícil que ésta salga del reactor. Y a 14ºC o menos, la glicerina sencillamente se congela. Y no saldrá del reactor. Esa es la diferencia entre hacer BD en Julio o hacerlo en Febrero. Es mejor hacer BD en los meses estivales. El calor ayuda, el frío pone trabas.

2. Si decidimos someter esa glicerina a destilación para recuperar el metanol sobrante, resulta que como la glicerina está caliente, ahorraremos energía en el destilador, pues partimos desde una temperatura claramente superior a la ambiental.

Otra cosa que quiero aclarar es que cuando decimos "glicerina" somos conscientes de que no es glicerina pura (que más quisiéramos). El componente principal de ese residuo es glicerina, si. Pero también contiene: Ácidos grasos, jabones, casi todo el catalizador, y también la mayor parte del metanol sobrante. Todo esto en conjunto tiene esa apariencia tan oscura, pues la glicerina pura sería transparente.

Este producto lo trataremos con precaución pues es bastante cáustico y puede provocar quemaduras. Tiene un pH mayor de 11 debido a que contiene casi todo el NaOH del proceso. En caso de salpicadura nos lavaremos la zona afectada con abundante agua. También hay que tener presente que la glicerina lleva metanol, y por lo tanto no debemos exponernos a respirar sus vapores, pues son tóxicos.

Lamentablemente destilar y purificar ese subproducto para obtener glicerina pura no está al alcance de tecnología doméstica y ni siquiera lo está para una empresa "mediana". Hacen falta equipamientos muy especiales para destilar la glicerina, con alto punto de ebullición y con el inconveniente de que cuando se alcanza dicho punto de ebullición se descompone la glicerina con liberación de acroleína, una sustancia altamente tóxica. Para bajar el punto de ebullición y evitar el inconveniente anterior se usan destiladores al alto vacío.

Sin embargo, sí podemos darle un uso a este subproducto, para elaborar jabón. Antes de ponerse a hacer jabón con la glicerina hay que desproveerla del metanol que lleva en disolución. Bastará con calentarla a 60º C removiendo de vez en cuando.

Cómo hacer jabón con la glicerina obtenida como subproducto de la fabricación del BioD

Y aquí teneis una buena página (en inglés) sobre otros posibles usos para la glicerina obtenida del BD:

Otros usos posibles para la glicerina obtenida tras la fabricación de BioD

Biodiesel casero. 1ª Transesterificación.

2012-01-03T16:52:00.000-08:00

4.4 Primera transesterificación

Ha llegado el momento principal. Someteremos el aceite ya deshidratado en el paso anterior a la reacción química que lo convertirá en un ester metílico. O sea, BD.

Antes de entrar en la descripción práctica del proceso me gustaría mostrar brevemente en que consiste la transesterificación: Consiste en, partiendo de un ester, crear otro ester. Y es que el aceite comestible, químicamente es un ester. Y el BD también lo es. La diferencia es que el aceite es un ester glicérico, mientras que el BD es un ester metílico.

Un ester es un alcohol y un ácido enlazados químicamente. El aceite consta de una molécula de glicerina (que es un alcohol pesado, pero alcohol al fin y al cabo) y ácidos grasos. En el BD se sustituye la molécula de alcohol glicerina por una molécula de alcohol metanol, de manera que el BD es una molécula de metanol y otra de ácido graso. El NaOH no forma parte del producto final, pero interviene en la reacción. A un producto que se comporta así le llamamos catalizador. Y en efecto, el NaOH es un catalizador en la reacción de trans. Sin él, la reacción no se produciría.

Nota: También se puede hacer BD usando alcohol etílico o incluso alcohol isopropílico, pero en la práctica no es viable porque además de su elevado precio hay que usar más cantidad. Y para colmo, hay que usarlos en grado anhidro, no de 96º sino de 100º

El proceso:

Ya vimos en el capítulo anterior que la molécula de aceite era así:

CH2--OH....C-C-C-C......
I
CH---OH....C-C-C-C.....
I
CH2--OH....C-C-C-C....
glicerina.....ácidos grasos

Si a esa molécula de aceite le ponemos en su cercanía una solución de metanol y NaOH, ocurre que el NaOH rompe el enlace químico entre los grupos OH de la glicerina y los ácidos grasos. Entonces, quedan libres por un lado la molécula de glicerina y por otro lado las moléculas de ácidos grasos sin unión ninguna. Esos ácidos grasos cuando se encuentran con una molécula de metanol CH3-OH se enlazan químicamente con él, quedando así:

CH3-OH....C-C-C-C.....
metanol....acido graso

Lo anterior es una molécula de BD. Observar como la estructura química es semejante al aceite aunque ya no es aceite. En lugar del grupo CH2---OH de la glicerina ahora hay un metanol CH3---OH

Otra semejanza es que en el aceite el ácido graso estaba enlazado al grupo OH de la glicerina. Y ahora en el BD, también están enlazados los ácidos grasos a otro grupo OH, pero ahora de metanol. También se observa que la molécula de BD es bastante mas pequeña que la de aceite. De ahí su mayor fluidez.

La parte práctica:

Se supone que ya tenemos preparado el metóxido como se dijo en el punto 4.3 anterior. También tenemos el aceite a 55ºC después de haberlo sometido al calentón de 80ºC.

Pongo una foto de la parte alta del reactor.

En donde:
(1) Válvula de aceite proveniente del tanque de pretratamiento
(2) Válvula para liberar presión/vacío
(3) Válvula para entrada de metóxido
(4) Valvula para hacer vacío desde motor de nevera
(5) Válvula para re-inyectar mezcla. Esta válvula debe estar abierta cuando se hace la trans. Y debe cerrarse para trasvasar el BD desde el tanque reactor hacia el tanque de lavado. Mas adelante se verá con más detalle.
(6) Termometro de alcohol. Basta con un rango de hasta 100ºC puesto que la reacción se produce a 55ºC. Va roscado sobre un machón soldado en la cima del reactor. Este termómetro debe tener un "espárrago" suficientemente largo como para estar en contacto con la mezcla. Si no, daría lecturas erróneas, concretamente temperaturas más bajas que la real.
(7) Vacuómetro. Para medir el vacío. Debe ser sensible. Tiene que ser capaz de medir incrementos de vacio de 0,1 atmósferas.
(8) Manómetro. Para medir la presión. También debe ser capaz de medir pequeños incrementos de presión. Un fondo de escala de 1 atmósfera está bien. No pongais uno de 5 atmósferas o por el estilo, porque entonces no podrá discriminar diferencias de presión de 0.1 atmósferas.
(9) A este tipo de tapadera le llaman en la industria "boca de hombre". Normalmente está cerrada. Su finalidad es para inspeccionar el interior. Nunca genereis chispas ni fuego en las inmediaciones de este tanque ni siquiera estando vacío después de haber sido usado por primera vez. El vapor de metanol que con seguridad hay en el interior provocaría una explosión.

Todas las válvulas son de acero inox 316

Lo primero que debemos hacer es trasvasar el aceite contenido en el tanque de pretratamientos hacia el tanque reactor. No hay inconveniente en hacerlo manualmente a base de cubos, pero es mas cómodo y sobretodo más limpio hacerlo de forma mecanizada: El tanque de pretratamientos tiene en el fondo una válvula con una tubería flexible de silicona que va a una bomba de lavadora. Y a su vez esa bomba de lavadora -con otra tubería flexible- va a una válvula situada en una parte alta en el tanque reactor (1). Abrimos ambas válvulas y accionamos la bomba. El aceite deberá comenzar a trasvasarse al tanque reactor. La bomba de lavadora tiene fuerza de sobra para salvar ese metro y medio de altura.

Cuando se ha trasvasado todo el contenido cerramos ambas válvulas y apagamos la bomba de lavadora.

Ahora tenemos que verter el metóxido en el tanque reactor. Esta operación es delicada por la toxicidad y poder corrosivo del metóxido. Yo utilizo el "método seguro". No recomiendo "empinar" un bidón de 19 litros de metóxido. Podemos salpicarnos y crear una situación de emergencia aparte del hecho de que desperdiciar metóxido va en detrimento de la calidad del biodiesel.

El "método seguro" consiste en sustituir el tapón del bidón por otro igual pero con dos espigas sujetas al tapón. Una espiga por fuera, y otra espiga por dentro. A la espiga de fuera le conectaremos una tubería flexible de silicona para poder echar el metóxido al reactor sin exponernos. A la espiga de dentro le pondremos un trozo de tubería para que al poner el tapón en el bidón, dicho trozo llegue hasta el fondo del bidón.

Advertencia de seguridad: No pondremos este tapon con las tuberías hasta que no lleguemos a este punto para evitar salpicaduras. Hasta ahora, tendremos puesto en el bidón el tapón normal, firmemente cerrado.

En la foto se muestran los dos bidones que utilizo para el metóxido. El azul, grande, de 25 L de capacidad, para la primera etapa de trans, y el bidón naranja, más pequeño de 10 L para la segunda etapa trans. En el suelo se puede apreciar el tapón del bidón grande con las dos espigas de acero inox y la sección de tubería que se mete dentro del bidón. Al final de la tubería hay insertada una espiga para que haga peso y asegurarnos que la tubería va al fondo del depósito.

Si situamos el bidón mas alto que el reactor, la diferencia de presiones hará que el metóxido comience a caer por simple gravedad. A decir verdad, por la simple diferencia de presiones el metóxido caerá desesperantemente despacio. Por eso hay que "ayudarle". Y hay dos formas:

1. Sometiendo a una ligera presión al bidón. Con esto forzamos o ayudamos al metóxido a salir más rápido del bidón.

2. Sometiendo a un ligero vacio el reactor. Así, el vacio en el reactor "chupa" del bidón. Con esto también forzamos o ayudamos al metóxido a salir más rápido del bidón.

De las dos anteriores, yo elegí la segunda por seguridad: Someter al bidón del metóxido a un ligero vacío no es problema. Someterlo a presión si puede ser problema: Si el bidón revienta, esparcirá el tóxico y caústico metóxido con el consiguiente despelote y emergencia química.

Importante: El tapón con el montaje de tuberías debe roscarse bastante suelto o flojo -no apretado- para que a medida que el metóxido se trasvasa al reactor pueda entrar aire al bidón y se equilibre la presión. De no hacerlo así, el metóxido no se trasvasaría y el bidón se estruja, se implosiona. También es importante no sobrepasar un 20% de vacio. Más vacío no merece la pena y podemos romper el reactor por implosión. No es que vaya a ser una implosión violenta, pero no nos hará gracia ver nuestro flamante reactor convertido en una uva pasa por haberlo sometido a un 90% de vacio. Los motores de nevera funcionando como bombas de vacio tienen un poder increíble. Son capaces de alcanzar 40 mm de mercurio como si nada. Tienen poco caudal, pero mucha fuerza. Así que debemos vigilar que el vacio no supere el 20%.

Después de dicho esto, ya sabeis como hago el vacío: Con un motor de frigorífico o nevera. Tienen dos tubos: Uno aspira (haría el vacio) y el otro expira (haría presión). Sólo teneis que ponerlo en marcha, poner el dedo en cada uno de los dos tubos y sabréis cual es cual. A ese motor de nevera le conecto una tubería flexible y el otro extremo de esa tubería lo conecto a úna válvula en la cima del reactor (4). De otra válvula (3) en la cima del reactor sale otra tubería flexible que va al bidón del metóxido. El bidón de metóxido lo pongo en una parte mas alta que el reactor: En la última leja de la torre de anexos. Cuando conecto el motor de nevera se hace el vacio en el interior del reactor, vacío que se comunica al bidón, y el metóxido comienza a caer con fuerza. El vacio lo controlo con el vacuometro también en la cima del reactor. Cuando llega al 20% paro el motor para no superar ese 20%. A medida que el metóxido cae al reactor vereis que el vacio decrece. Entonces ponemos nuevamente en marcha el motor de vacio y volvemos a parar al alcanzar un 20% de vacio. Puede llevar más de 10 minutos vaciar el bidón con los casi 20 litros de metóxido.

Una vez que todo el metóxido ha sido vertido al reactor, realizo las siguientes operaciones y chequeos antes de comenzar la agitación mecánica en el interior del reactor.

- Retiro el bidón de metóxido.
- En general, las válvulas que no necesiten estar abiertas las cerraremos: Cierro la válvula de vacio en el reactor, y la de entrada de metóxido.
- Abro la válvula nº (2) para eliminar vacío en el reactor y la vuelvo a cerrar.

Pongo en marcha la bomba agitadora, que toma el contenido del reactor en su parte baja y la reinyecta en la parte alta. Se trata de someter a agitación mecánica la mezcla aceite-metóxido. Tomamos nota de la hora y mantenemos la bomba agitadora funcionando durante una hora y media.

Aquí una foto con el detalle de la bomba mezcladora-agitadora. Se aprecia que dicha bomba coge la mezcla de la parte baja del reactor y la vuelve a inyectar pero en un punto alto, por encima de la superficie de la mezcla. Es de destacar cómo está sujeta la bomba a la "torre de anexos" que no es más que una estantería metálica. Como veis, los perfiles de estantería son auténticos "mecanos" que nos permiten hacer casi lo que queramos. De la estanteria, en la parte baja se ve salir un cable amarillo. Todos los depósitos y estanterías están conectados eléctricamente entre sí por medio de este cable. Así, si se produce electricidad estática no saltarán chispas entre elementos, pues están puestos al mismo potencial por medio de este cable. Esto es importante como medida suplementaria de seguridad.

Durante esta hora y media deberemos estar presentes porque:
- tenemos que controlar el proceso,
- puede presentarse una avería o eventualidad,
- puede fallar el suministro eléctrico, y debemos tener en cuenta el tiempo, porque la agitación mecánica debe durar una hora y media mas o menos

Controlar el proceso:

- Vigilaremos que la temperatura esté en torno a los 50º-55º C. El reactor tiene una resistencia calefactora de 2Kw en acero inox embutida en un lateral, igual que en el tanque de pretratamientos. Accionando el interruptor de esa resistencia calentaremos la mezcla para llevarla al menos a 50ºC. Nota importante: Esa resistencia debe estar completamente sumergida, si la hacemos funcionar al aire aunque sea un instante, se romperá.

- Durante esa hora y media, dentro del reactor, parte del metanol puede vaporizarse, construyéndose una presión en el tanque, o por el contrario, metanol en fase gaseosa puede condensarse y crearse un vacio. Haremos aperturas momentáneas de la válvula (2) para que ni la presión ni el vacio puedan comprometer la integridad del reactor. No conviene pasar de 0.2 atmósferas de presión por encima de la atmosférica, ni pasar de un vacio del 20%. Es preferible tener una ligera presión que un ligero vacío.

- Comprobaremos que no hayan fugas, que la bomba funcione correctamente....

Una vez que haya transcurrido esa hora y media de proceso, paramos la bomba agitadora. Si la resistencia calefactora estaba encendida, la apagaremos también. Ahora dejaremos todo quieto durante una media hora (¡no más!). Si la reacción se ha producido, la glicerina comenzará a depositarse de inmediato en la parte baja del reactor, pues es mas densa que el biodiesel. Después de esa media hora mas o menos, veremos en el siguiente punto: Decantación de la glicerina.

Cuando se hace BD con KOH como catalizador, se puede dejar en reposo la decantación durante tres horas sin problemas, pero utilizando NaOH hay que empezar a evacuar la glicerina apenas media hora después de apagar la bomba de agitación, debido a que el NaOH produce una “glicerina” o residuos bastante mas densos que solidifican y que podrían taponar la válvula de salida, generando un problema fastidioso de resolver. Me ocurrió el año 2008 en un lote, por dejar tres horas de reposo tras apagar la bomba de agitación. Aprendí la dura lección: Cuando hagas BD con NaOH, tras apagar la bomba de agitación, no dejes pasar mas de media hora y empieza a evacuar glicerina.

Muy importante: Nada más apaguemos todo para dejar esa media hora de reposo, abriremos ligeramente la válvula (2) de la cima del reactor. Si no lo hacemos y dejamos el reactor herméticamente cerrado ocurrirá un hecho desagradable. El reactor ahora caliente tiene parte del metanol ya enlazado químicamente con los ácidos grasos formando biodiesel. Ese metanol no cuenta. Pero hay una parte de metanol que no ha reaccionado y se encuentra libre dentro del reactor. Una parte de ese metanol está en fase gaseosa. Pues bien, a medida que el reactor se enfría, ese metanol gaseoso se condensa, con lo cual su volumen disminuye drásticamente. El resultado es que en el interior del reactor se construye un vacío creciente que termina por dejar totalmente "chupado", implosionado al reactor. Y a pesar de que el reactor está hecho con plancha de 5 mm de acero, créeme que el reactor se quedará hecho una pena.

Moraleja:
Deja la válvula (2) abierta nada más terminar la agitación para evitar que se construya un vacío en el interior del reactor y te lo deje hecho un churro.

A continuación voy a poner un hipotético cronograma-ejemplo con las distintas acciones realizadas hasta ahora.

VIERNES
15:00 h Preparo los dos bidones de metóxido. De vez en cuando les doy un “meneo” para disolver
20:00 h. Comienzo a verter el aceite en el tanque pretratamiento
23:00 h. Termino de verter el aceite en el tanque pretratamiento
23:01 h. Conecto la resistencia calefactora tanque pretratamiento
SABADO
02:00 h. Desconecto la resistencia calefactora tanque pretratamiento
10:30 Inicio trasvase aceite tanque pretratamiento --> al reactor
10:40 Final trasvase aceite tanque pretratamiento --> al reactor
10:40 Comienzo a verter metóxido al reactor
10:55 Final vertido metóxido al reactor. Compruebo que todo está en orden
11:00 Inicio bomba de agitación. Inicio transesterificación
12:30 Paro bomba de agitación. Final transesterificación
dejamos reposar, fase de decantación de la glicerina.

Como es lógico, la hora a la que se realizan todas las tareas depende de la hora escogida para realizar la primera trans, porque todo va encadenado. El horario anterior no es caprichoso. Está confeccionado para conseguir que la fase de agitación o trans. se haga en una hora del día en que no se moleste con el ruido. La bomba de agitación hace cierto ruido. No es que sea un ruido exagerado pero a las 4 de la mañana pues molestaría. También se intenta aprovechar las horas centrales del día (mas calurosas) para la trans, para mejor eficiencia energética.

¿PORQUÉ UNA HORA Y MEDIA DE PROCESO DE AGITACIÓN?
Algunos biodieseleros dicen que con media hora de proceso es suficiente. Pero habría que ver si su BD cumple los estándares. Resulta que, efectivamente, en esa primera media hora reacciona el 80% del aceite y se convierte a BD. Pero....¿y el 20% restante?

Tenemos que pensar a nivel atómico o molecular. Para que una molécula de aceite y otra molécula de metanol reaccionen, tienen que estar juntas. No pueden hacerlo "por telepatía, a distancia". A medida que mas y mas moléculas han reaccionado, resulta que las que quedan sin reaccionar ven cada vez menos probable encontrarse mutuamente. Esa es la finalidad de la agitación mecánica: Hacer que todas las moléculas se muevan y terminen por "encontrar" a "su pareja" permitiéndoles reaccionar. Y para esto también hace falta tiempo.

Imaginemos que llenamos el suelo de una habitación con bolas blancas y negras. Todas las negras juntas, y todas las blancas juntas. Pero se trata de mezclarlas de tal manera que toda bola blanca tenga a su lado una negra, y toda bola negra tenga una blanca. Y las vamos a mezclar agitándolas. A patadas. Seguro que con unas pocas patadas no conseguiremos el objetivo, porque habrán zonas con sólo bolas blancas, y zonas con sólo bolas negras. Para estar seguros de conseguir el objetivo habría que estar un buen tiempo pateando bolas.

Biodiesel casero. Preparación metóxido.

2012-01-03T16:45:00.000-08:00

4.3 Preparación del reactivo: Metóxido

Lo primero de todo: Seguridad. Esta es la parte delicada de fabricar BD, pues manejamos metanol que además de inflamable es tóxico por ingestión, inhalación y contacto por la piel. El álcali que usaremos es corrosivo y su ingestión puede ser fatal. Ambos productos juntos constituyen metóxido, que participa de las propiedades de los dos. Deberemos usar guantes de pvc o látex, calzado que tape los piés y protección facial. Y hacer esto en un lugar ventilado, con un buen extintor y agua para en caso de salpicaduras lavarse inmediatamente.

Tampoco hay que echarse atrás: El metanol (alcohol de quemar) se usa en las fondues para los niños. Y la sosa caustica se usa en casa para desatascar y para hacer jabón. No hay que tener miedo, sino prudencia y cuidado.

Para convertir el aceite en BD necesitamos añadirle el reactivo, y el reactivo es una mezcla de metanol y un álcali. Aquí tenemos la primera duda. ¿que álcali usar? Son dos los que podemos elegir

- Hidróxido sódico, (sosa caustica) NaOH

- Hidróxido potásico, (potasa caústica) KOH

Yo utilizaba el segundo, hidróxido potásico, hasta el año 2007 y me gustaría antes decir porqué. Cada alcali tiene sus ventajas e inconvenientes.

Hidróxido sódico.
Ventajas: Es más fácil encontrarlo, es bastante mas barato, para colmo, hay que echar menos cantidad, y con el residuo (la glicerina) se puede hacer el jabón de pastilla que puse en un link anterior.
Inconvenientes: Es bastante difícil disolverlo en metanol, un error en el proceso puede convertir el aceite en una masa gelatinosa (jabón) que costaría muchísimo trabajo sacar del reactor, la sosa es mas corrosiva que la potasa, la pureza debe ser mínimo del 98%

Hidróxido potásico.
Ventajas: Es más fácil disolverlo en metanol, no produce una masa densa en caso de error en el proceso, Una pureza del 85% es más que suficiente, es menos corrosiva que la sosa.
Inconvenientes: Es bastante más caro, hay que gastar más, y según los sitios, encontrarlo puede ser de difícil a imposible.

A causa de un repentino fallo en mi proveedor de KOH, tuve que volver a utilizar NaOH. Su manejo es algo más complicado como digo, pero....¡es mucho mas barata y fácil de encontrar! Y la verdad, estos tres últimos años 2008, 2009 y 2010 he fabricado el BD con NaOH y no he tenido problemas. Abaraté un montón el precio final. No hay comparación: El KOH me costaba 18 euros el kilo, mientras el NaOH sólo ¡1 euro! y como digo, hay que utilizar menos cantidad.
Por lo tanto, este hilo ha sido modificado en cuanto al álcali utilizado. Ahora utilizo NaOH.

Si investigais por ahí os encontrareis que antes de hacer el metóxido hay que hacer una operación llamada "titulación del aceite" que consiste en -mediante un sencillo procedimiento de análisis-, determinar la acidez del aceite, pues la cantidad de potasa (o de sosa) que utilizaremos dependerá de esa acidez.

Como otros biodieseleros, pienso que no es estrictamente necesario hacer la titulación, pues el aceite que nos vamos a encontrar no es ni nuevo (lógicamente), ni requemado en extremo. Nos vamos a encontrar con un aceite "normal". Pero lo más importante es que los bares y restaurantes siguen rutinas y la calidad de su aceite usado será mejor o será peor pero es....constante.

Es importante resaltar que la cantidad de hidróxido sódico (en adelante NaOH) tiene que ser la justa. Si echamos NaOH de más, el BD formado puede romperse molecularmente revertiendo a sus componentes originales (ácidos grasos y metanol) o lo que es peor, formando jabones. Si echamos NaOH de menos, parte del aceite quedará sin reaccionar y la conversión a BD será parcial. Ambos fenómenos son indeseables y producirán un BD pobre o incluso dañino.

La experiencia demuestra -sin necesidad de titular el aceite- que para un aceite usado normal, una proporción buena para hacer el metóxido es la siguiente:

Por cada litro de aceite a procesar usaremos 0.166 litros de metanol, y 7,5 gramos de hidróxido sódico. Si decidís usar potasa en lugar de sosa, entonces serían 11,5 gramos en lugar de 7,5. Hay quienes usan una proporción de metanol mayor que 0.166 por litro de aceite a procesar, pero yo encuentro que no es necesario.

Con este reactor se hacen lotes de 150 litros, asi que la cantidad de ingredientes para hacer el metóxido sería:

Metanol: 150 x 0.166 = 24.9 litros de metanol. Pongamos 25 litros. Estupendo. El metanol se vende en garrafas de 25 litros. Esto no es casualidad. Diseñé el tamaño del reactor para usar garrafas completas y no ir dejando "culos" de garrafas a medio. Además, un reactor más grande ¡¡no me cabía por la puerta!!

NaOH: 150 x 7,5 gramos = 1125 gramos.
Algo sobre la sosa (NaOH), dónde comprarla, de que tipo, como conservarla. Muy importante:
Tiene que ser NaOH de pureza 98% mínimo. Se vende en establecimientos de productos químicos. El formato mejor es el de saco de 25 Kg (tendremos para varios años) y cuesta sólo aproximadamente 1 euro por kilo. La marca “Ercros” es muy buena. El inconveniente es que no podemos dejar el saco abierto ni siquiera 10 minutos porque se estropea con suma rapidez por la humedad atmosférica. Y no sirve “cerrar” el saco. Yo tuve que comprar veinti-tantos tuppers de calidad para, una vez abierto el saco de sosa, rápidamente, ir llenando estos tuppers y cerrándolos a toda velocidad para que la sosa no se estropee al contacto con el aire. Conservada así, la sosa aguanta varios años. Pero los tuppers tienen que ser buenos y cerrar herméticamente, repito.

IMPORTANTE:
La Transesterificación (en adelante, trans) se hará en dos etapas. Por lo tanto, hay que reservar dos porciones de metóxido: el 75% para la primera etapa y el 25% restante para la segunda etapa. Al final de este mismo post diré porqué hacer el BD en dos etapas y no en una.
Para hacer los dos bidones de metóxido para la primera y segunda trans. yo procedo así:

El metóxido (la mezcla de metanol y NaOH) hay que hacerlo el día previo a la trans, pues el NaOH tarda hasta 24 horas en disolverse.

El bidón de 25 L de capacidad (con 19 L de metanol) servirá como recipiente para la primera trans
Otro bidón de 10 L de capacidad (con 6 L de metanol) servirá como recipiente para la segunda trans

Los bidones para hacer el metóxido deben ser de plástico tipo "polietileno de alta densidad". Vienen marcados con un código que consiste en un triángulo con un número "2". La garrafa o bidón de metanol que nos vendan viene en ese tipo de plástico sin duda, así que podremos aprovecharla para hacer el metóxido. El bidón de 10 L tendremos que asegurarnos que sea también de ese tipo de plástico, como por ejemplo, los bidones naranjas que venden en ferreterías para combustible.

Vierto del bidon de 25 L unos seis litros en el bidón de 10 L. Ahora tendremos en el grande unos 19 litros, y en el pequeño unos 6 litros. Tapamos ambos bidones. No dejarlos nunca destapados. Ahora disolveremos la cantidad correcta de sosa en cada uno de los dos bidones. Da igual el orden, empezaremos con el grande que contiene 19 litros de metanol y que reservaremos para la primera trans.

En una báscula digital fiable pesamos el 75% de los 1125 gramos de NaOH: 1125g x 0.75 = 844g aproximadamente.

Con un embudo, vierto el NaOH dentro de la garrafa. Esta operación debe hacerse rápidamente, pues el vapor de agua de la atmósfera estropea el NaOH con suma rapidez (nunca lo repetiré lo suficiente). Cerramos BIEN el bidón (para evitar fugas y salpicaduras) y la movemos un poco. Es normal que se caliente bastante, sobretodo en el fondo donde reposa el NaOH. Debemos mover el bidón de vez en cuando para disolver completamente el NaOH. Esto puede llevar hasta 24 horas. No vamos a estar 24 horas agitando continuamente el bidón, claro, pero sí de vez en cuando.

A continuación, hacemos lo mismo con el segundo bidón, el pequeño, que contiene 6 litros de metanol:

Medimos la sosa restante (el 25% de los 1125 gramos totales): 1125 x 0.25 = 281 gramos aproximadamente. Y hacemos exactamente igual que con el anterior: Lo echamos dentro del bidón con un embudo, lo tapamos y lo agitamos de vez en cuando.

¿PORQUE HACER EL BIODIESEL EN DOS ETAPAS Y NO EN UNA?
La reacción que convierte el aceite y el metanol (en presencia de un catalizador, NaOH) en BD y glicerina es una reacción reversible.

ACEITE + METANOL <===> GLICERINA + BIODIESEL

Esto quiere decir que el aceite + metanol producen glicerina + biodiesel
El problema es que a medida que se produce Glicerina y biodiesel, llega un punto de equilibrio en donde la glicerina y el biodiesel producen...aceite y metanol.

La reacción tiene un punto de equilibrio. Y eso no es bueno. Nosotros queremos desplazar la anterior reacción hacia la derecha. Hacia el lado de los productos. No queremos obtener una mezcla de aceite y biodiesel. Queremos sólo biodiesel.

¿como podemos desplazar el equilibrio de esa ecuación química hacia la derecha?

Podemos desplazarlo con lo siguiente, pero no es suficiente:
- Temperatura de proceso de 50-55º C
- Añadir más metanol (pero esto tiene un límite económico)

Hay un truco muy bueno: Si en la ecuación anterior, de los dos productos finales eliminamos uno, por ejemplo, la glicerina, entonces ya no podrá verificarse que la glicerina + biodiesel nos dé aceite + metanol, por la sencilla razón de que la glicerina ya no está (la hemos quitado).

pero, ¿como quitar la glicerina? Esto supone costosas y complejas centrifugadoras fuera del alcance de una economía doméstica.

La solución está en hacer el biodiesel en dos etapas:

Primera etapa
Echamos el reactivo (pero sólo el 75%)
Hacemos la primera trans
Dejamos reposar. La glicerina se posa en el fondo del tanque
Extraemos la glicerina

Con la acción anterior de extraer la glicerina desplazaremos la reacción hacia la derecha produciendo una conversión de aceite a BD con una profundidad mayor al 98%, lo que constituye un BD excelente.

Segunda etapa
(repetimos todo el proceso, sólo que con el 25% restante del metóxido).
Echamos el resto del reactivo (25%)
Hacemos la segunda trans
Dejamos reposar. La glicerina se posa en el fondo del tanque
Extraemos la glicerina

Biodiesel casero. Recolectar y pre-tratamiento aceite.

2012-01-03T16:38:00.000-08:00

4. Como fabricar BD con calidad y seguridad

Hacer BD creo que está bien. Pero está mejor hacerlo con las siguientes condiciones, y quise imponérmelas al hacer este reactor:

- Que hacer BD no se convierta en una actividad absorbente. Debe poderse hacer sin ocupar más tiempo que pasear al perro o afeitarse cada día. La solución es hacer lotes grandes para trabajar 2 meses (y tampoco se trabaja mucho, la mayoría de acciones son tiempos de espera en donde no es necesaria la presencia ni supervisión), después almacenar el BD, y el resto del año no dar golpe.

- Que sea seguro

- Que no haya que estar constantemente arreglando averías. Sería frustrante. Esto implica un buen diseño y elegir materiales acertados.

- Que el BD salga lo más barato posible.

Creo que estas cuatro metas están conseguidas.

El método que aquí propongo es el método base-base de dos etapas. Proporciona buenos resultados incluso con aceites usados y es el mas utilizado por los biodieseleros de todo el mundo.

Esta es la planta de BD de 150 litros de capacidad por lote. Está hecha en acero inox 316. Se trata del mismo rincón del patio que la foto del post anterior del reactor de 35 litros. La "habitación" estaba hecha un cochambre, y ahora aparece mas lustrosa. Si, ... también me tuve que meter a albañil.

Esta planta de BD se compone de:
1. Tanque de pretratamientos
2. Tanque reactor (donde se hace la reacción química que convierte el aceite en biodiesel)
3. Torre de anexos. Con motores de nevera funcionando unos como bombas de vacío, otros como bombas de presión, el aireador para el lavado, soporte para bomba de agitación, soporte para la garrafa de metóxido, trampa antiretorno de llama, filtros, etc.
4. Tanque de lavado
5. Filtro final, previo al envasado
6. Tanque de emulsiones
7. Torre de destilación del metanol sobrante para reutilizar
8. Panel de control, desde donde se accionan los mecanismos.

Se comentará la función de cada elemento.

4.1 Recolectar aceite
La parte más complicada, la más problemática de fabricar BD es, sin duda, conseguir una fuente estable, regular y suficiente de aceite usado.

Siempre hay un bar, restaurante, cuartel, o lo que sea que está dispuesto a ceder todo o parte de su aceite usado. En esto, el lema sería "búscate la vida". Una vez conseguido un suministro, se deben usar los barriles homologados de 50 litros con boca y tapa muy anchas para facilitar la labor a los cocineros. Cuando vayamos a recoger el aceite recogemos el barril lleno y dejamos uno vacío. Hay que limpiar los barriles (en casa, por supuesto) de vez en cuando, por fuera. Seremos rápidos como el viento, en las cocinas de los bares no quieren distracciones de ningún tipo. Y también seremos limpios. Cualquier mancha de aceite será una probabilidad menos de que sigan contando con nosotros. Puede ser útil un carrito para transportar estos barriles que, cuando llenos, son algo inmanejables a pesar de llevar asas.

4.2 Pretratamiento del aceite
Se trata de que cuando echemos el aceite al reactor para procesarlo, vaya lo más limpio posible de partículas sólidas y también deshidratarlo. La presencia de agua en el aceite aunque sea en pequeña cantidad puede arruinar el lote de BD. Me sirvo de varios micro-tratamientos:

El primer tratamiento que hago es dejar esos barriles quietos al menos un par de días para que los residuos sólidos y la poca agua que pueda haber se posen en el fondo del barril. Después, paso el contenido de esos barriles de 50 litros a garrafas vacías de 25 litros, las mismas en que se vende el aceite. Con esto consigo tres cosas:

1. Eliminar impurezas: Cuando al trasvasar veo que del barril de 50 litros va a comenzar a salir suciedad, corto. Mas vale desperdiciar un poco de aceite que incorporar agua y lodos. Mucho cuidado donde dejamos esos lodos que quedan en el barril de 50 litros. Si queremos ser buenos biodieseleros nada de tirar por el desagüe los lodos. Es una guarrería, antiecológico y atascaremos con seguridad el sumidero. Yo utilizo también garrafas de aceite de 25 litros y un gran embudo y ahí meto toda la pacotilla del fondo de los barriles. Y luego la llevas al punto limpio, por ejemplo.

2. Medir cuanto aceite tengo. El barril de 50 litros no tiene porqué ir lleno y tampoco sé cuantos lodos hay, por lo tanto, no sé cuanto aceite útil contiene. Pues bien, al trasvasar a la garrafa de 25 litros, también estoy midiendo el aceite que tengo. Tengo tantos litros de aceite como: Nº garrafas x 25

3. Manejabilidad. El barril de 50 litros, si está lleno, es imposible levantarlo a la altura de los hombros para echarlo al tanque de pretratamientos (a no ser que seas experto en grappling, peso pesado), y si se te vuelca un barril de estos al suelo ya estas listo con la fregona para el resto del día...o de la semana. Las garrafas de 25 litros aún pesan lo suyo, pero son bastante mas manejables.

Una vez que se han reunido seis de estas garrafas de 25 litros (150 litros) ya estamos en disposición de comenzar un lote de BD.

El próximo paso sería verter garrafa por garrafa todo el aceite en el tanque (1) de pretratamientos. A pesar de la manipulación a que hemos sometido el aceite para limpiarlo, yo no vierto directamente el aceite a ese tanque. Le pongo en la boca de ese tanque una pieza en acero que recuerda a una gran olla ancha (entra justo por dentro del tanque) y de una altura de unos 20 cms, con el fondo taladrado con orificios de 1 cm aunque esta medida no es crítica. Podrían ser 0,5 cms o 2 cms. Las asas de esa olla impiden que esa pieza caiga al fondo del tanque.

Sobre ese soporte pongo un par de trozos de tejido tipo sábana (que deben estar secas, sin agua) para que haga de filtro. Sujeto ese tejido al borde del tanque con pinzas de la ropa

Y entonces es cuando vierto las seis garrafas de aceite. Las cuatro primeras garrafas cuelan rápido, pero a medida que la tela se obtura con impurezas se nota que lleva mas tiempo que el aceite se cuele. Pasar las seis garrafas puede llevar entre una y dos horas. Depende de lo limpio que esté el aceite y la temperatura. A mas calor, aceite menos viscoso y cuela más rápido. Esto podemos compaginarlo con otras tareas de casa (o de lo que sea) para no perder el tiempo.

Una vez está todo el aceite colado, se retira la tela y –para lavarla- se pone en un cubo (yo uso una caldereta de goma de las utilizadas en la construcción) en donde habremos disuelto en agua unos 200 gramos de sosa caústica (de la barata, no necesita ser tan buena como la que utilizaremos en la propia fabricación del BD).

Se tiene la tela de filtro mas o menos una hora dándole vueltas de vez en cuando con un palo, y después se enjuaga bien (ya sabemos que debemos manejar la sosa caústica con guantes, protección ocular, etc) y las dos telas quedan listas para otro uso en el próximo lote de biodiesel. Las guardaremos en un sitio seco y que no cojan polvo. No es plan de tirar estos dos trozos de tela que cuestan mas de tres euros. Son de 1 metro cuadrado aproximadamente.

También quitamos la pieza soporte de acero de la boca del tanque (para que los vapores de agua tengan libre salida) y conectamos la resistencia sumergible de 2 Kw que este tanque tiene embutida en un lateral en la parte más baja del tanque, casi tocando el fondo. Es una resistencia en forma de espiral bastante larga -unos 50 cms- y hecha en acero inoxidable.

Calentar 150 litros de aceite a 70º-80º C no es cuestión de dos minutos a no ser que gastemos cantidades industriales de electricidad. No hay prisa. Si tarda 3-4 horas en alcanzar 70ºC pues muy bien. Durante ese tiempo el aceite ya comenzará a deshidratarse. Una vez alcanzada la temperatura de 70-80º C debemos quitar la corriente a la resistencia. De nuevo nos encontraremos con la inercia térmica. Esos 150 litros de aceite tardarán horas en bajar desde 70-80º C a una temperatura de 50º C.

También durante este lapso de tiempo no sólo el aceite se deshidrata, sino que impedimos que cualquier agua atmosférica se integre en ese aceite por estar la superficie caliente. Si durante esta fase de "calentón" vemos salir burbujas del aceite es que contenía demasiada agua. En este caso debemos tenerlo a 90ºC hasta que cesen las burbujas. No calentar el aceite a mas de 90ºC, o lo degradaremos en perjuicio de la calidad de nuestro BD.

Es muy importante organizarse teniendo en cuenta estos esquemas de tiempos, pues una vez el aceite, a medida que se enfría desde los 70-80º C alcanza una temperatura de unos 55º C, tenemos que meterlo en el tanque reactor e iniciar la transesterificación. Si dejamos ese aceite enfriarse hasta temperatura ambiente para seguir otro día, la humedad atmosférica se volverá a meter en el aceite y no habrá servido de nada el calentón. Y no se puede estar calentando el aceite ni mucho tiempo ni muchas veces, ni muchos grados: Eso lo degrada y esto es importante tenerlo en cuenta. Además, desperdiciaremos el calor que ya tiene el aceite, porque la transesterificación se debe hacer a 55º C y, aunque el tanque reactor también tiene su propia resistencia eléctrica, es mejor ahorrar energía eléctrica y aprovechar el calor remanente del aceite.

En el momento de trasvasar el aceite ya deshidratado al tanque reactor también hay que tener el metóxido preparado previamente, y puede llevar un día el disolverlo, como dije antes, este es el momento álgido de la elaboración del BD: El inicio de la transesterificación y la transesterificación misma, que dura entre una hora y una hora y media. En el resto de acciones que nos quedan hasta la última, que es envasar el BD, los plazos son muy elásticos y cómodos porque no son fijos. Pero para la transesterificación debemos elegir un día en que tengamos 5-6 horas libres. Mas adelante pondré un esquema horario de cómo me lo organizo.

Cómo hacer Biodiesel Casero con aceite de cocina usado

2012-01-03T15:58:00.003-08:00

Breve resumen en vídeo de todo lo aquí expuesto:

Hola,

Quisiera compartir una experiencia por la cual llevo ya casi seis años sin parar en una gasolinera excepto para comprar un refresco o una bolsa de cubitos. Me fabrico mi propio biodiesel para uso particular, y lo utilizo al 100%, es decir, ni una gota de gasóleo. El coche va de maravilla desde entonces. NO he notado ningún extraño. Es un Opel Zafira 2.0 DTI que compré nuevo hace ocho años.

Indice
1. Que es el biodiesel y qué no es el biodiesel

2. Cualidades del Biodiesel
2.1 Respecto al motor
2.2 Respecto al ambiente
2.3 Respecto a consideraciones estratégicas

3. Mi experiencia. Los comienzos.

4. Como fabricar Biodiesel con calidad y seguridad
4.1 Recolectar aceite
4.2 Pretratamiento del aceite
4.3 Preparación del reactivo: Metóxido
4.4 Primera transesterificación
4.5 Primer drenaje de la glicerina
4.6 Segunda transesterificación
4.7 Segundo drenaje de la glicerina
4.8 Lavado
4.9 Deshidratacion y desmetanolizado
4.10 Filtrado y envasado
4.11 Panel de control

5 Bibliografia de interés

1. Que es el biodiesel y qué no es el biodiesel
Hay quienes, sin más, echan aceite de girasol a su depósito y el coche funciona, aunque en invierno esto no es factible porque el aceite se pone muy viscoso y es necesario dotar al coche de un segundo depósito con sistema de calefacción para el aceite. Y además tengo mis dudas sobre la glicerina que todo aceite contiene. Puede provocar coquizaciones en los inyectores y depósitos en el motor. Eso no es biodiesel. Eso es aceite.

El biodiesel se obtiene sometiendo al aceite vegetal a una reacción química llamada transesterificación. No obstante lo aparatoso del nombre, es una reacción química que está al alcance de tecnología casera, como se verá mas adelante, y no soy yo el único que lo hace. El biodiesel también se puede hacer a partir de grasas animales, pero es mas difícil debido a que a temperatura ambiente son semisolidas y contienen muchos ácidos grasos libres que dificultan el proceso. Yo voy a describir el proceso para aceite. Concretamente, aceite usado, para más señas, de girasol.

El aceite para hacer biodiesel puede ser:

- Nuevo: Proceso más fácil, pero el aceite nuevo cuesta caro, y además, se podría acusar al biodiesel de "provocar hambre" en el mundo.

- Usado: De freidora. El proceso se complica por la mayor presencia de ácidos grasos libres en el aceite, pero aún es posible realizarlo. El gran atractivo del aceite usado es que suele salir gratis, y de paso retiramos un producto que es tóxico para el medio ambiente si se tira por la fregadera. Tampoco nos podrán acusar de promover las hambrunas. El aceite de las freidoras se cambia precisamente porque llega un punto en que no es sano preparar alimentos con él. Entonces, llega el turno del depósito del coche.

2. Cualidades del Biodiesel

2.1 Respecto al motor
Es lógico tener miedo a un combustible "extraño", pero el biodiesel tiene las siguientes ventajas mecánicas frente a su primo, el gasoil fósil. Lo dice la literatura técnica y lo he comprobarlo en mi coche, coche que por cierto no me han regalado.

- El coche no tiene que ser modificado en absoluto. La única excepción: En coches fabricados antes de 1998 habría que cambiar los manguitos de caucho por otros de vitón o teflón, pues el biodiesel disuelve el caucho natural.
- Lubrica y limpia el motor incluyendo los inyectores
- Mayor numero de cetano, se puede comprimir más la mezcla: Mas potencia
- Mas seguridad. Por violento que sea un accidente, es harto improbable que arda.
- A pesar de tener un 5% menos de energía que el gasoleo, los puntos 1 y 2 los igualan
- Respeta y no deteriora a los catalizadores del tubo de escape.
- El consumo en cuanto a Litros / Kilometraje no varía
- Aceleración, velocidad máxima, ralentí, no se modifican.
- Alarga la vida del motor

2.2 Respecto al ambiente
- No emisión de aromáticos policíclicos cancerígenos
- No emisión de azufre, ni plomo, ni metales pesados
- Es renovable. El CO2 que emite la combustión del biodiesel es necesitado por las plantas de las cuales se saca el aceite, por lo tanto, es un ciclo renovable. No se puede decir lo mismo del petróleo, pues el CO2 generado por la quema de gasoil no produce más petróleo.
- Es biodegradable. Conservado en garrafas al abrigo de la luz y el aire, con tapón hermético y sin cámara de aire puede conservarse mas de 6 meses. Pero en caso de vertido al ambiente, se biodegrada en cuestión de 3-4 semanas.
- Tiene la misma tabla de toxicidad que la sal de mesa.
- La materia prima es un resíduo (aceite comestible usado)

2.3 Respecto a consideraciones estratégicas
- Proporciona independencia energética respecto de terceros países.
- No es necesaria una economía de escala para fabricarlo
- Aprovecha los recursos locales, tanto de materia como de mano de obra.
- Es de manejo excepcionalmente seguro. Su "inflamabilidad" es como la del aceite del cual procede. Nadie tiene a una garrafa de 25 litros de aceite como un peligro de incendio.

3. Mi experiencia. Los comienzos.
Todo comenzó una vez que fui a repostar y me olvidé sacar el boquerel de la toma de mi coche. Arranqué y casi me llevo de cuajo el surtidor. Mi coche también sufrió daños. Menos mal que la gasolinera no me pidió responsabilidad por un accidente que pienso debe ser muy frecuente y realmente lo es. Fastidia un poco eso de que al repostar te tengas que convertir en trabajador improvisado con la responsabilidad que eso conlleva. Eso si, yo tuve que pagar los desperfectos de mi coche. Mas tarde pensé cómo es posible que a los diseñadores de los surtidores no se les haya ocurrido dotar al surtidor de un material que "ceda" o se rompa salvando así al surtidor y al propio coche que reposta. Me acordé de las lagartijas, que cuando son atacadas pierden la cola, pero a cambio salvan la vida. ¿Son mas inteligentes las lagartijas que algunos diseñadores?...

De aquél incidente me surgió una idea, medio en serio, medio en broma: "Si consigo hacer mi propio combustible para el coche, no volverá a pasar". Y me puse a buscar por internet y encontré una página.

Esta página: http://www.journeytoforever.org/biofuel.html

Al principio no le dí mucho crédito a eso del biodiesel. Pensé que era una excentricidad de algún ecologista, pero seguí buscando y ví que había bastante literatura técnica sobre el tema, sobretodo en inglés. Y lo más sorprendente, es que no se ocultaban los detalles de la fabricación. Por aquél entonces yo tenía en mi pequeño laboratorio todos los ingredientes necesarios para hacer una prueba a pequeña escala. De no haber sido por tener los ingredientes a mano, lo más seguro es que no me hubiera molestado en ir a comprarlos, así que el tener los ingredientes fue algo providencial.

En un vaso puse un poco de aceite de girasol, aparte preparé el reactivo: metanol con sosa caústica disuelta, que se llama metóxido sódico (esto hay que manejarlo con cuidado, es inflamable, tóxico y corrosivo). Mezclé ambos, el aceite con el metóxido y estuve varios minutos agitando la mezcla con una cuchara de acero. Dejé reposar la mezcla una hora y allí estaba: En la parte superior del vaso, el supuesto biodiesel. Y en la parte del fondo, la glicerina. Se había producido la reacción.

Lo anterior me animó y me hice mi primer mini-reactor para fabricar biodiesel a pequeña escala, tan solo dos litros por lote.

No es nada del otro jueves: Un bote de pintura nuevo, con un motor-bomba de lavadora que coge el liquido de la parte baja del bote y lo re-inyecta en la parte alta. El propósito es mover, mezclar, agitar la mezcla, (aceite y metóxido). También se vé un cable blanco entrar por la tapa: Es una resistencia eléctrica para mantener la mezcla a 50-55º C, temperatura óptima para el proceso. El cable oscuro es de una sonda de un termómetro digital para medir dicha temperatura. Lo importante de esta mini-máquina es que es hermética. Así evitamos que se escape el metanol, que hierve a tan sólo 64 grados, lo cual tendría dos consecuencias: Por un lado, perder metanol por evaporación supone empobrecer el biodiesel, y por otro lado los vapores de metanol son tóxicos e inflamables. Así que, el reactor, por modesto que sea, debe ser hermético, hermético y hermético.

Después de estar agitando la mezcla durante una hora, apagaba el motor-bomba y el calefactor, abría el bote y vertía todo en un frasco de vidrio del tipo de envase de olivas, de un galón de capacidad (casi cuatro litros). Al cabo de pocas horas, gracias a la transparencia del frasco se podía ver claramente un depósito oscuro y denso en el fondo (la glicerina) mientras que sobre ésta, nadaba el biodiesel. La glicerina, más densa, por gravedad iba al fondo, mientras que el biodiesel mucho menos denso quedaba flotando arriba.

Con una pequeña manguera tipo gotero, extraía el biodiesel a un segundo frasco limpio, dejando la glicerina en el primer frasco. Ahora tenemos dos frascos con dos productos que seguirán dos caminos totalmente diferentes:

1. El primer frasco, con la glicerina, que también contiene metanol, jabones y el catalizador usado (hidróxido potásico en mi caso). Esto es un "residuo" de la fabricación de biodiesel, y aunque tenga utilidades, no lo necesitaremos en cuanto al biodiesel. Con este residuo oscuro y denso se puede hacer un buen jabón. Esta página web explica cómo hacerlo y se refiere expresamente a este residuo de la fabricación de biodiesel a nivel casero. Tiene fotos y el jabón tiene muy buena pinta. Como veis, en esto del biodiesel se aprovecha todo:

http://www.permaculture.com/book_menu/136/137/535

2. El segundo frasco conteniendo el biodiesel ya sin glicerina. Pero no podemos usarlo aún en nuestro coche. Hay que lavarlo primero para quitarle los restos de hidróxido, metanol, jabones, y sustancias que harían daño a nuestro motor. El método utilizado es el "método de la burbuja de la Universidad de Idaho". Aquí teneis una foto donde muestra el artefacto para lavar.

Se trata de una piedra amoladora, de venta en ferreterías. Se embute esta piedra en una tapa metálica de un frasco (habrá que buscar que tapa y piedra tengan un tamaño adecuado para que se adapten) y se sella con pegamento de tipo epoxi, de dos componentes. Después por el orificio central se inserta el tubo que viene desde la bomba aireadora y se sella también para que sea hermético. El aire se ve forzado a salir por los microporos de la piedra. Esa es la idea.

El lavado consiste en añadir agua al biodiesel. Esta se irá al fondo por su mayor densidad, mientras que el biodiesel flota arriba por su menor densidad.. Entonces metemos el montaje de la foto mostrada sobre estas líneas. Conectamos la bomba aireadora y las burbujas comienzan a subir. Las burbujas tienen externamente una película de agua que al pasar por la fase del biodiesel absorbe las impurezas citadas. Cuando la burbuja llega a la superficie y "explota", el aire de la burbuja queda en la atmósfera, pero esa película de agua, ya desprovista del sostén de la burbuja, debido a la mayor densidad, cae de nuevo al fondo viajando a través del biodiesel y absorbiendo más impurezas. De manera que, gracias a las burbujas, hay un tráfico continuo de agua subiendo y bajando secuestrando impurezas al biodiesel. En el primero de estos lavados vemos que el agua se tiñe de blanco muy rápidamente. Las impurezas que tiene esa agua son las impurezas que ya no tiene el biodiesel. Con el mismo método de la mini-manguera saco el biodiesel que flota y lo pongo en otro frasco limpio, procurando no sacar agua. Y se repite el lavado, tipicamente unas 3-4 veces hasta que el agua no se tiñe. Es señal de que el biodiesel ya no tiene impurezas que limpiar.

Finalmente, ese biodiesel ya limpio está casi listo para ser usado. Pero le falta una última cosa: Quitarle todo vestigio de agua. Y no me refiero al agua en exceso que se iría al fondo por su mayor densidad (se supone que al trasvasarlo de frasco a frasco con la manguera ya no tiene agua). Me refiero al agua dispersa en el biodiesel en cantidades ínfimas. Esa agua es la responsable de que el biodiesel no sea transparente a pesar de estar en un frasco de vidrio transparente. Aparece turbio, de color naranja. Un biodiesel bien terminado es un biodiesel desprovisto de agua, y es de una claridad y transparencia asombrosas, a pesar de provenir de algo tan oscuro y turbio como el aceite usado de freidora.

Para quitar esa agua, calentamos gentilmente el frasco conteniendo el biodiesel -sin llama, claro- a 40-50ºC durante una o dos horas y lo dejamos reposar. Veremos que de pronto se convierte en un líquido con una claridad increíble y una hermosa tonalidad amarillo pálida. No me extraña que le llamen "oro amarillo". Si no sucede así, si el biodiesel no termina con esa claridad y transparencia es que hemos hecho algo mal en el proceso. Precisamente porque el agua que tiene la atmósfera es un incordio para hacer biodiesel, y las bajas temperaturas del invierno tampoco ayudan, se recomienda hacer el biodiesel durante el verano, a ser posible, en días soleados y secos.

Esta es la apariencia que debería tener un biodiesel bien terminado. Corresponde a una muestra del último lote que hice hace algo más de un mes, en octubre:

Llegó la hora de la verdad: Probarlo en mi coche nuevo. ¿Y si se rompe? Comenzé a buscar un motor diesel viejo para probar el biodiesel, pero me encontré con que cualquier motor por viejo y pequeño que fuese me costaba una pequeña fortuna. Además, todo el biodiesel que gastara en ese motor de prueba solo serviría para eso: Para probar.

Pensé que "arriesgarme" con el coche nuevo era casi mas barato, rápido y seguro.

Para empezar, no tenía porque producirse ninguna avería si el biodiesel estaba bien hecho, (y hay varias formas de saber que está bien hecho). En caso de funcionar, ese biodiesel hubiera servido no solo para probar, sino también para algo util y práctico: Para desplazarme. En el peor de los casos, una buena reparación en el coche nuevo no costaría mas que un viejo motor diesel para hacer las pruebas.

Así que me atreví con el coche nuevo, pero empecé usando un porcentaje bajo. Nada de biodiesel al 100%. Teniendo en el depósito unos 20 litros de gasoil le eché 2 litros de biodiesel. O sea, una proporción del 10% aproximadamente.

Aprovecho ahora para decir que el biodiesel se puede mezclar con el gasoil en cualquier proporción. Entonces, esa noche saqué el coche y recorrí las calles de mi barrio, poniendo los cinco sentidos en el coche: cualquier tirón, cualquier ruido, cualquier extraño. De haber pasado algo, pararía el coche (antes de que la cosa fuera a más) y llamaría a la grua para llevar el coche al dia siguiente al taller para que le hicieran una purga en el circuito de combustible. Pero no ocurrió nada. Y eso era lo más excitante. Recuerdo esa noche con especial nostalgia. No me conformé con dar unas vueltas por mi zona, pensé que quizas estaba consumiendo el combustible que va desde el depósito hasta el motor, que todavía no había llegado la mezcla gasoil-biodiesel al motor, así que opté por tomar la autovía, y me alejé hacia Cartagena rumbo al Sur primero, y hacia Orihuela rumbo al Norte después, recorriendo un total de más de 70 Kms. No me lo podía creer. Ni la más minima diferencia en el comportamiento del coche. Y eso que todos conocemos los ruidos y comportamientos de nuestros coches, hasta el más mínimo ruidito.

El reactor anterior de 2 litros se quedó pequeño y me hice otro más grande, de 15 litros, y después vino otro de 35 litros. Sólo tengo foto del reactor de 35 litros, el de 15 litros lo tuve tan poco tiempo que ni le hice foto.

Hice más biodiesel y elevé el porcentaje al 20% biodiesel 80% gasoil, sin sentir tampoco ninguna anomalía.

Después, vino un 50% biodiesel y un 50% de gasoil. Con este porcentaje pensé que si el biodiesel era un mal combustible, ya no podía enmascararse su consecuencia, pues al 50% ya era un porcentaje realmente grande como para ser perdonado por el motor. Con esta mezcla me fuí a pasar el fin de semana a la playa. Y resultó ser inquietantemente normal. No noté absolutamente nada especial, ni al arrancar, ni al acelerar, ni al adelantar, ni al ralentí... nada. Nada de nada. Quedaba claro que al menos, a corto plazo, ese biodiesel era buen combustible.

Así continué unos meses hasta que el reactor de 35 litros también se quedó pequeño.

En el siguiente post, describo el cuarto y último (y definitivo) reactor que hice y que utilizo en la actualidad y desde hace mas de 5 años, en el que hago lotes de 150 litros de biodiesel.

Paso siguiente: Pre-Tratamiento del aceite